Questões da Prova Exército - 2016 - IME - Aluno - Matemática, Química e Física

                     

Considere um feixe homogêneo de pequenos projéteis deslocando-se na mesma direção e na mesma velocidade constante até atingir a superfície de uma esfera que está sempre em repouso.

A esfera pode ter um ou dois tipos de superfícies: uma superfície totalmente refletora (colisão perfeitamente elástica entre a esfera e o projétil) e/ou uma superfície totalmente absorvedora (colisão perfeitamente inelástica entre a esfera e o projétil).

Em uma das superfícies (refletora ou absorvedora), o ângulo α da figura pertence ao intervalo [0,β], enquanto na outra superfície (absorvedora ou refletora) α pertence ao intervalo (β ,π/2 ].

Para que a força aplicada pelos projéteis sobre a esfera seja máxima, o(s) tipo(s) de superfície(s) é(são):  

Um projétil é lançado obliquamente de um canhão, atingindo um alcance igual a 1000 m no plano horizontal que contém a boca do canhão. Nesse canhão, o projétil parte do repouso executando um movimento uniformemente variado dentro do tubo até sair pela boca do canhão. Ademais, a medida que o projétil se desloca no interior do tubo, ele executa um movimento uniformemente variado de rotação, coaxial ao tubo. Tendo sido o projétil rotacionado de 1 rad durante seu deslocamento dentro do canhão, sua aceleração angular, em rad/s² , ao deixar o canhão é:  

Dados:

• ângulo do tubo do canhão em relação à horizontal: 45º;

• comprimento do tubo: 2 m;

• aceleração da gravidade: g = 10 m/s² . 

Consideração:

• despreze a resistência do ar.

Uma mancha de óleo em forma circular, de raio inicial r₀, flutua em um lago profundo com água cujo índice de refração é n . Considere que a luz que atinge a mancha e a superfície da água seja difusa e que o raio da mancha cresça com a aceleração constante a. Partindo do repouso em t = 0, o volume de água abaixo da mancha que não recebe luz, após um intervalo de tempo t, é:

       

Uma partícula de carga positiva +Q penetra numa região de comprimento d₁ sujeita a um campo magnético de baixa intensidade e ortogonal ao plano da figura acima. Em seguida, penetra numa região de comprimento d₂, onde não existe campo magnético. Ao longo das regiões de comprimento d₁ e d₂, a partícula percorre a trajetória indicada pela linha tracejada da figura acima. Dadas as informações a seguir, a distância a, indicada na figura entre a origem e o ponto de passagem da partícula pelo eixo Y, é aproximadamente: 

Dados:

• velocidade inicial da partícula: ortogonal ao eixo Y e de módulo v;

• módulo do campo magnético da região: B;

• distância entre o fim da região do campo magnético e o eixo :B: d₂;

• massa da partícula: m;

• d₂ ≫ d₁;

• deslocamento vertical da partícula dentro da região magnetizada << d₁. 

                    

A figura acima apresenta um arranjo de resistores composto por N módulos formados por resistores iguais a R. Esses módulos possuem os nós A, B e C, sendo que todos os nós A são conectados entre si por meio de condutores ideais, conforme apresentado na figura, o mesmo acontecendo com os nós B entre si. No primeiro módulo, existem duas baterias com ddp iguais a U. A relação numéricaU²/_R para que a potência total dissipada pelo arranjo seja igual a N watts é: