1º SIMULADO DISCURSIVO IME FÍSICA

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1 FÍSICA Questão 1 Considere o veículo de massa M percorrendo uma curva inclinada, de ângulo, com raio R constante, a uma velocidade V. Supondo que o coeficiente de atrito dos pneus com o solo seja, calcule as velocidades mínima e máxima com que este veículo pode percorrer esta curva, sem deslizamento. G:\2014\Reprografia\ITA-IME\Simulado IME\1 disc fis.doc 1

2 Questão 2 A figura mostra uma estrutura em equilíbrio, formada por uma barra BD, dois cabos AD e DE, e uma viga horizontal CF. A barra é fixada em B. Os cabos, de seção transversal circular de 5 mm de diâmetro, são inextensíveis e fixados nos pontos A, D e E. A viga de material uniforme e homogêneo é apoiada em C e sustentada pelo cabo DE. Ao ser colocado um bloco de 100 kg de massa na extremidade F da viga, determine: a) a força no trecho ED do cabo; b) as reações horizontal e vertical no apoio C da viga; c) as reações horizontal e vertical no apoio B da barra. Dados: aceleração da gravidade: 10 m/s²; densidades lineares de massa: 1 30 kg / m, 2 20 kg / m, 3 10 kg / m 20 4,5 G:\2014\Reprografia\ITA-IME\Simulado IME\1 disc fis.doc 2

3 Questão 3 No eixo de uma roldana móvel foi pendurada uma carga de peso P, como na figura. Desprezando as massas das roldanas e da corda, determine: a) Qual o módulo da força F para que a carga P mova-se para cima com aceleração a? b) Qual o módulo da força F para que a carga P fique em repouso? G:\2014\Reprografia\ITA-IME\Simulado IME\1 disc fis.doc 3

4 Questão 4 Ao analisar o funcionamento de uma geladeira de 200 W, um inventor percebe que a serpentina de refrigeração se encontra a uma temperatura maior que a ambiente e decide utilizar este fato para gerar energia. Ele afirma ser possível construir um dispositivo que opere em um ciclo termodinâmico e que produza 0,1 hp. Baseado nas Leis da Termodinâmica, discuta a validade da afirmação do inventor. Considere que as temperaturas da serpentina e do ambiente valem, respectivamente, 30 C e 27 C. Suponha também que a temperatura no interior da geladeira seja igual a 7 C. Dado: 1 hp = 0,75 kw G:\2014\Reprografia\ITA-IME\Simulado IME\1 disc fis.doc 4

5 Questão 5 Observe a figura abaixo. Os dois compartimentos, isolados entre si, contêm um gás perfeito à mesma temperatura, e são separados por um êmbolo livre. Na situação mostrada, V 1 = 2V 2. Através de um processo isotérmico, retira-se parte da massa do compartimento 1 até que o volume de 2 seja o dobro de 1. Determine a fração de massa retirada do compartimento 1. G:\2014\Reprografia\ITA-IME\Simulado IME\1 disc fis.doc 5

6 FÍSICA Questão 6 (FAAP-SP) A figura mostra um espelho plano AB retangular e vertical de altura 175cm e uma pessoa ereta, de estatura 180cm, cujos olhos distam 10cm do topo de sua cabeça. Abandona-se um espelho do repouso na posição indicada. Durante quanto tempo a pessoa consegue ver sua imagem no espelho de corpo inteiro, mantendo imóvel sua cabeça e simplesmente mudando a direção do olhar? G:\2014\Reprografia\ITA-IME\Simulado IME\1 disc fis.doc 6

7 Questão 7 Ao encher um recipiente com água, o som fica mais agudo com o passar do tempo. a) Explique porque isso ocorre; b) Determine uma expressão para a frequência fundamental do som em função do tempo, para o caso de um recipiente cilíndrico com 6cm de diâmetro e 30cm de altura, sabendo que a vazão do líquido é de 30cm 3 /s. Suponha que a velocidade do som no ar no interior do recipiente seja 340m/s. c) Determine o intervalo de tempo que o tubo produzirá o som. G:\2014\Reprografia\ITA-IME\Simulado IME\1 disc fis.doc 7

8 FÍSICA Questão 8 Uma partícula de carga C e massa 1, kg é lançada com velocidade de 10 2 m/s, perpendicularmente ao campo elétrico uniforme produzido por placas paralelas de comprimento igual a 20 cm, distanciadas 2 cm entre si. A partícula penetra no campo, em um ponto equidistante das placas, e sai tangenciando a borda da placa superior, conforme representado na figura abaixo. Desprezando a ação gravitacional, determine, em N/C, a intensidade do campo elétrico e o valor da tangente do ângulo de saída da partícula (formado com a horizontal). G:\2014\Reprografia\ITA-IME\Simulado IME\1 disc fis.doc 8

9 Questão 9 O circuito indicado abaixo é composto de uma bateria não ideal e de uma carga resistiva (lâmpada L). O gráfico representa acurva característica tensão U versus corrente I que a bateria fornece a diferentes cargas. Considere que a bateria esteja operando com uma particular lâmpada, à qual fornece a particular corrente I = 6,0 A. Determine A) a força eletromotriz da bateria; B) a resistência interna da bateria; C) a resistência dessa particular lâmpada; D) a potência elétrica dissipada por essa lâmpada e o rendimento (eficiência) da bateria nessa situação de operação. G:\2014\Reprografia\ITA-IME\Simulado IME\1 disc fis.doc 9

10 Questão 10 Considere um circuito constituído por um gerador de tensão E = 122,4 V, pelo qual passa uma corrente I = 12 A, ligado a uma linha de transmissão com condutores de resistência r = 0,1Ω. Nessa linha encontram-se um motor e uma carga de 5 lâmpadas idênticas, cada qual com resistência R = 99Ω, ligadas em paralelo, de acordo com a figura. Determinar a potência absorvida pelo motor, P M, pelas lâmpadas, P L, e a dissipada na rede, P R. G:\2014\Reprografia\ITA-IME\Simulado IME\1 disc fis.doc 10

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