Questões de Física

A figura a seguir apresenta um diagrama de níveis dos níveis de energia possíveis de um átomo de hidrogênio (o diagrama não está em escala). Nenhuma das transições para o nível identificado por A gera fótons na parte visível do espectro porque

Considere um sistema isolado de estrelas binárias no espaço. Em termos da constante de gravitação G, da distância entre as estrelas L e de suas massas M1 e M2, o período T de rotação das estrelas binárias quando as massas são diferentes (M1?M2) é dado por

Dois corpos – um de massa M e outro de massa m – descem um plano inclinado atrelados a uma corda inextensível e sem massa, conforme a figura a seguir. Considere que entre o corpo de massa m o atrito é tão pequeno que pode ser desprezado, enquanto que o corpo de massa M, mais rugoso, possui um coeficiente de atrito μ entre o corpo e o plano inclinado. Dado que a inclinação do plano é ?, podemos afirmar que o módulo da tensão na corda entre os corpos é

Considere um trem hipotético que se move com velocidade igual a 80% da velocidade da luz. Dois passageiros que são amigos e se encontram em extremidades opostas de um vagão, por coincidência, levantam as mãos simultanemente ao acenarem um para o outro, conforme nota um observador no mesmo vagão. De acordo com um observador em repouso fora do trem, próximo ao trilho,

Um fóton com energia de 10,2 eV colide inelasticamente com um átomo de hidrogênio estacionário que se encontra no estado fundamental. Depois de um intervalo de tempo da ordem de microssegundos, outro fóton com energia de 15 eV colide inelasticamente com o mesmo átomo de hidrogênio. Instrumentos são utilizados para observar o resultado dessas interações. Em um detector será observado

Um recipiente adiabático de volume V é dividido em dois volumes iguais V1 e V2. Inicialmente, um gás ideal é confinado no volume V1. O volume V2 é evacuado. A partição que separa os dois volumes é então removida e o gás que estava no volume V1 passa a ocupar os dois volumes V=V1 + V2. Se a temperatura inicial do gás era T0, podemos afirmar que

Uma quantidade de gelo é aquecida do ponto de fusão (TF) até uma temperatura acima do ponto de ebulição da água (TE). O gráfico que melhor expressa a entropia S em função da temperatura T nesse processo é

O número máximo possível de franjas claras no experimento da fenda dupla de Young para distância entre as fendas igual a 2,5 vezes o comprimento de onda da luz incidente é

Uma partícula está confinada em um poço de potencial infinito unidimensional entre as posições x = 0 e x = L. A função de onda normalizada da partícula, que se encontra no estado fundamental, é dada por(x) = ?2/L sen (?x/L) para 0? x ? L. O valor máximo da probabilidade por unidade de comprimento de encontrar a partícula é igual a

Um projétil de 60 g é disparado em direção a uma placa de fibra com espessura de 200 mm. Se o projétil atinge a placa perpendicularmente com uma velocidade de 600 m/s e emerge do outro lado com uma velocidade de 300 m/s, o módulo do valor médio da força de resistência que a placa aplica no projétil é de

Luz se propagando no ar é refletida por vidro com índice de refração n. O ângulo de incidência no qual a luz refletida é totalmente polarizada é

Um projétil metálico, de massa e calor específico , acerta uma placa metálica com velocidade . Durante o impacto, 50% da energia cinética do projétil é convertida em calor absorvido pelo projétil. O aumento de temperatura do projétil é

Se um determinado metal em uma fotocélula emite elétrons quando luz azul incide nele, também deve emitir elétrons quando é atingido por radiação na faixa do espectro identificada como

Uma das principais técnicas utilizadas para a investigação na área de matéria condensada é a espectroscopia Raman. Uma amostra do material é irradiada por um feixe de laser intenso na região do visível próximo ao UV. A luz é geralmente espalhada numa direção perpendicular ao feixe do laser incidente. Uma explicação clássica para o espalhamento Raman (pois o efeito é quântico) pode ser dada considerando-se um campo elétrico da onda eletromagnética (feixe do laser) oscilando como , sendo a amplitude de vibração e a frequência do laser. Considerando-se que a molécula sofre uma polarização dada por e que a molécula vibra com uma frequência , o deslocamento molecular será dado por: , onde é a amplitude de vibração da molécula. Considere que a vibração é pequena de tal forma que a polarizabilidade ? é linear em x e pode ser expandida até primeira ordem em torno da posição de equilíbrio da molécula ( ) (sendo a polarizabilidade na posição de equilíbrio). A polarização resultante que explica os espectros observados da amostra é dada por

Um automóvel tem motor a explosão de quatro tempos (admissão, compressão, explosão, expulsão), conforme ilustrado na figura a seguir. Sobre este tema analise as afirmações abaixo:

I. O rendimento de uma máquina térmica ideal de Carnot depende do combustível utilizado. II. O rendimento de uma máquina térmica ideal de Carnot será maior quando o quociente entre a temperatura da fonte fria e da fonte quente em Kelvin for menor. III. O motor a explosão é capaz de transformar toda a energia produzida na combustão em trabalho útil. IV. Considere um motor a explosão cujo ciclo a quatro tempos pode ser assim idealizado: O ciclo inicia em A e a mistura ar-combustível (admissão) é comprimida adiabaticamente até o ponto B (compressão). Em seguida, a mistura é aquecida isobaricamente até o ponto C e expandida adiabaticamente até o ponto D (explosão). Os gases gerados são então resfriados isocoricamente até A (expulsão). O digrama p x v (pressão x volume) que representa este ciclo é Está correto o que se afirma em

Um capacitor de placas paralelas com capacitância C, tem placas em forma de discos circulares de raio . Ele é carregado por uma bateria de diferença de potencial por meio de um fio de resistência R. O campo magnético no interior do dielétrico varia com a distancia do centro das placas de acordo com a equação Considerando o sistema de coordenadas cilíndricas em que a densidade da corrente de deslocamento é dada por

Uma barra metálica gira com velocidade angular constante ? sobre um de seus extremos que permanece fixo. A barra está no campo magnético da Terra. A rotação ocorre em uma região onde a componente do campo magnético da Terra é perpendicular ao plano de rotação da barra e seu módulo é de 5x10 -5 T. Se a barra possui 1,0 m de comprimento e sua velocidade angular é de 4? rad/s, é correto afirmar que a diferença de potencial entre os extremos da barra é aproximadamente:

Um ponto quântico (quantum dot) é uma nanoestrutura (geralmente semicondutora) cujos elétrons têm sua energia quantizada, como num átomo. Estes materiais podem ser utilizados como marcadores luminosos em células. Uma vez fixados na célula e iluminados com luz, esses pontos quânticos agem como fontes de luz fluorescente e suas imagens podem ser vistas usando-se microscópio ótico. Este ponto quântico em uma dimensão pode ser estudado considerando-se um elétron confinado em um poço de potencial. Assim, os níveis de energia podem ser controlados mudando-se a largura L, a forma e a profundidade do poço de potencial. Considerando um elétron de massa m em um poço de potencial infinito de largura L, o comprimento de onda emitida pela transição de um elétron entre dois níveis de energia (n+1) e n é dada por Obs: (c é a velocidade da luz no vácuo e e h é a constante de Planck).

Um elétron (massa m) no campo gravitacional (aceleração da gravidade g) movimenta-se com velocidade v embaixo de um fio condutor que possui uma densidade linear de carga (medida no sistema de referencial do laboratório). As cargas no fio condutor movimentam-se com velocidade em direção oposta ao elétron (conforme a figura a seguir). Definindo as constantes e a distância d do fio em que as forças verticais sobre o elétron se equilibram é

Uma partícula de massa m se encontra num potencial do tipo. A constante é um número positivo. Determine os pontos de estabilidade para o movimento da partícula. Para pequenas oscilações em torno dos pontos de equilíbrio estável a frequência angular de oscilação é

O campo magnético em uma região vazia do espaço, longe de cargas e correntes, é dado por Sabendo que a componente do campo elétrico Ez é nula, podemos dizer que a componente do campo elétrico Ex é

O diagrama de espaço-tempo a seguir mostra dois eventos A e B. O evento A ocorre em e o evento B ocorre no local e instante mostrado no diagrama em um referencial inercial. Sobre a separação espaço-temporal desses dois eventos é correto afirmar que

Uma lâmpada incandescente consiste de um filamento no vácuo. Em condições normais de funcionamento o filamento tem uma temperatura de 1600 K. Outra lâmpada com um filamento similar, que está em um bulbo preenchido com gás, tem o filamento com temperatura de 3200 K. Considere que ambos os filamentos, neste processo, se comportam como corpos negros. Analisando-se os espectros das radiações emitidas pelo filamento no vácuo e pelo filamento no ar, respectivamente, verifica-se que a razão entre os comprimentos de onda nos quais as intensidades das radiações são máximas é de

Duas estrelas esféricas I e II emitem radiação com espectros de corpo negro. O raio da estrela I é 400 vezes maior que o raio da estrela II e a estrela I emite 10 4 vezes a potência emitida por II. Analisando-se os espectros das radiações emitidas pelas estrelas I e II, respectivamente, verifica-se que a razão entre os comprimentos de onda nos quais as intensidades

das radiações são máximas é igual a

Quando uma fonte pontual de luz monocromática está a uma distância de 0,2 m de uma célula fotoelétrica, o potencial de corte e a corrente de saturação são, respectivamente, 0,6 V e 18,0 mA. Se a mesma fonte for colocada 0,6 m distante da célula fotoelétrica,

Uma massa m1, colocada em cima de um carrinho de massa M, é conectada a outra massa m2 por meio de um fio ideal que passa por uma polia sem atrito, conforme mostrado na figura. O atrito entre as superfícies é desprezível. Para quem1 e m2 e não tenham movimento em relação ao carrinho, a força horizontal F a ser aplicada é

Um sistema termodinâmico pode passar do estado A ao estado B através de dois processos I e II mostrados no diagrama PV a seguir. Se ?UI,?UII são as variações de energia interna e ?WI, ?WII são os trabalhos realizados pelo sistema nos processos I e II, respectivamente,

Em um experimento de efeito fotoelétrico, mediu-se a corrente na placa coletora de elétrons versus o potencial elétrico da placa coletora em relação à emissora para três diferentes feixes de luz incidente monocromática, A B e C, em que variou a intensidade e/ou frequência da luz incidente. Os dados foram utilizados na construção do gráfico a seguir para as três situações indicadas. Com base no gráfico, é correto afirmar que os feixes de luz

Considere que duas substâncias, A e B, de massas respectivas m A e mB e calores específicos cA e cB, são colocadas em contato térmico sob condições em que a pressão é mantida constante. Considerando que, nesta pressão, os calores específicos e as massas das substâncias obedecem à relação mAcA = 3 mBcB e que antes do contato cada substância estava à temperatura TA e TB, respectivamente, pode-se afirmar que a temperatura final Tf após o equilíbrio térmico ser alcançado, é

Um objeto de massa m é largado de uma altura H, com velocidade inicial igual a zero, em cima de uma piscina. Após o impacto sobre a água, considerando que a força de empuxo contrabalanceia a força gravitacional e age sobre o objeto apenas uma força de resistência da água dada por vb², a velocidade do objeto dentro da piscina, em função da profundidade y sob a água, é dada por (considere as seguintes condições iniciais: V0 igual à velocidade de impacto do objeto na água em y=0).