1536082 Ano: 2019
Disciplina: Física
Banca: IME
Orgão: Exército

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Primeiro - Tenente - Especialidade: Engenheiro Militar
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EletromagnetismoMagnetismoCampo e Força Magnética

Uma partícula de massa m e carga elétrica +q percorre a trajetória tracejada na figura em velocidade constante v. No instante em que a partícula alcança o ponto A, surge um campo magnético uniforme com intensidade constante B, emergindo do plano do papel. A intensidade do campo magnético B para que a partícula alcance o ponto D na continuação de sua trajetória é:

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1536080 Ano: 2019
Disciplina: Física
Banca: IME
Orgão: Exército

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Primeiro - Tenente - Especialidade: Engenheiro Militar
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ÓpticaRefração

Um feixe de luz hipotético, mostrado na figura acima, propaga-se ao longo do plano xy em um meio não homogêneo, cujo índice de refração é função da coordenada y (n = n(y)). Considerando que o feixe tangencia o eixo x no ponto (0, 0), onde n(0) = n₀. Sabendo que a velocidade da luz no vácuo é c, o valor máximo absoluto possível da componente y para a velocidade do feixe passível de ser atingida é:

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1536079 Ano: 2019
Disciplina: Física
Banca: IME
Orgão: Exército

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Primeiro - Tenente - Especialidade: Engenheiro Militar
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OndulatóriaOscilações e Movimento Harmônico

Obs: as dimensões do corpo preso ao pêndulo são desprezíveis em relação ao seu comprimento.

Um foguete desloca-se com aceleração constante a, que forma um ângulo α com a vertical, como mostra a figura, em uma região cujo campo gravitacional local é g. No interior do foguete há um pêndulo simples de comprimento L. Na condição de equilíbrio, o período τ do pêndulo para oscilações de pequenas amplitudes é:

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1536078 Ano: 2019
Disciplina: Física
Banca: IME
Orgão: Exército

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Primeiro - Tenente - Especialidade: Engenheiro Militar
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Termologia2ª Lei da Termodinâmica
TermologiaCalorimetria

Um escritório de patentes analisa as afirmativas de um inventor que deseja obter os direitos sobre três máquinas térmicas reais que trabalham em um ciclo termodinâmico. Os dados sobre o calor rejeitado para a fonte fria e o trabalho produzido pela máquina térmica – ambos expressos em Joules – encontram-se na tabela abaixo.

enunciado 1536078-1

As afirmativas do inventor são:

Afirmativa 1: O rendimento das máquinas A e C são os mesmos para quaisquer temperaturas de fonte quente e de fonte fria.

Afirmativa 2: As máquinas A, B e C obedecem à Segunda Lei da Termodinâmica.

Afirmativa 3: Se o calor rejeitado nas três situações acima for dobrado e se for mantida a mesma produção de trabalho, a máquina B apresentará rendimento superior aos das máquinas A e C, supondo atendidos os princípios da termodinâmica.

Tomando sempre as temperaturas dos reservatórios das fontes quente e fria das máquinas como 900 K e 300 K, está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s):

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1536077 Ano: 2019
Disciplina: Física
Banca: IME
Orgão: Exército

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Primeiro - Tenente - Especialidade: Engenheiro Militar
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EletromagnetismoElétricaForça Elétrica, Campo Elétrico e Eletrização

enunciado 1536077-1

Dados:

• constante de Coulomb: enunciado 1536077-2

• cargas elétricas: enunciado 1536077-3

• posições das partículas: enunciado 1536077-4 enunciado 1536077-5 enunciado 1536077-6 enunciado 1536077-7

Considerando todas as grandezas dadas no Sistema Internacional de Unidades, o módulo da componente y do impulso da força que uma partícula exerce sobre a outra no intervalo de tempo de 1,0 a 6,0 é:

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1536076 Ano: 2019
Disciplina: Física
Banca: IME
Orgão: Exército

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Primeiro - Tenente - Especialidade: Engenheiro Militar
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ÓpticaRefração

Uma fonte luminosa A emite uma luz com comprimento de onda λ = 500 nm, no vácuo, na direção de um anteparo localizado em C. Em frente ao espelho localizado em B, encontra-se a película P₁ com índice de refração n₁ = 1,25 e, em frente ao espelho localizado em D, encontra-se uma a película P₂ com índice de refração n₂.

Observações:

• os espelhos equidistam do centro do anteparo C;

• após ser emitido do ponto A, o feixe de luz reflete em direção a B e refrata em direção a D;

• após refletir em B, o feixe refrata diretamente em direção a E; e

• após refletir em D, o feixe volta a refletir totalmente em C em direção a E.

O menor índice de refração n₂ para que ocorra interferência totalmente destrutiva para um observador localizado em E, é

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1536075 Ano: 2019
Disciplina: Física
Banca: IME
Orgão: Exército

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Primeiro - Tenente - Especialidade: Engenheiro Militar
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Física ModernaFísica Atômica e NuclearFísica Subatômica (Física de partículas)

Uma partícula com carga positiva viaja em velocidade constante até aproximar-se de uma esfera oca com carga negativa uniformemente distribuída em sua casca. Ao encontrar a esfera, a partícula entra em seu interior por um pequeno furo, passa pelo centro e deixa a esfera por um segundo furo, prosseguindo o movimento. Bem distante da esfera, a partícula se aproxima de uma placa metálica plana de grande dimensão, com carga negativa uniformemente distribuída pela placa, conforme esquema da figura.

Observações:

• a carga da partícula não redistribui a carga da casca esférica e nem da placa plana; e

• a distribuição das cargas da casca esférica e da placa plana não interferem entre si.

O gráfico que melhor exprime a velocidade da partícula em função de sua posição é:

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1536074 Ano: 2019
Disciplina: Física
Banca: IME
Orgão: Exército

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Primeiro - Tenente - Especialidade: Engenheiro Militar
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Mecânica ClássicaDinâmicaEnergia Mecânica e sua Conservação

A figura acima mostra a energia cinética de um atleta de 60 kg, durante uma corrida de 2700 m, em função da distância percorrida. O tempo gasto para o atleta completar a corrida foi de

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1536073 Ano: 2019
Disciplina: Física
Banca: IME
Orgão: Exército

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Mecânica ClássicaHidrodinâmica

Uma barra de metal de massa M uniformemente distribuída e seção reta quadrada de lado L encontra-se totalmente submersa e sustentada pela estrutura na figura, composta por uma haste e por fios inextensíveis com massas desprezíveis. Em determinado instante, a haste começa a ser puxada lentamente pelo fio central em D, de modo que a barra começa a emergir. Esse movimento durou até que apenas 25% da barra estivesse imersa, momento em que ocorreu o rompimento do fio AB.

Dados:

• comprimento da barra: h;

• aceleração da gravidade: g; e

• massa específica da água: μ .

A força de tração que leva à ruptura do fio AB é:

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1536072 Ano: 2019
Disciplina: Física
Banca: IME
Orgão: Exército

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ÓpticaEspelhos Planos

Em um experimento, uma fonte laser emite um pulso luminoso instantâneo, que é refletido por um espelho plano (M_R), girando em velocidade angular constante ω . Um outro espelho fixo, côncavo e circular (M_F), encontra-se acima da fonte laser, ambos localizados a uma distância L = 3 km de M_R, conforme mostra a figura. O centro de curvatura (C) de MF localiza-se no ponto onde a luz do laser encontra M_R e coincide com seu centro de rotação.

Dado:

• velocidade da luz: c = 3 x 10⁸ m/s.

Observações:

• a posição de M_R e M_F são tais que o feixe consegue chegar a M_F, pelo menos, duas vezes; e

• despreze o comprimento da fonte laser.

Para que o pulso luminoso seja refletido em M_F pela 2ª vez, a um comprimento de arco Δ _s = 30 cm do 1º ponto de reflexão, o valor de ω , em rad/s, é: