Questões de Física

Em um combate a um incêndio, os bombeiros usam uma mangueira de alta pressão que dispara água a uma velocidade escalar de 25,0m/s. Quando a água sai da mangueira, ela adquire o movimento de um projétil. Os bombeiros ajustam o ângulo de elevação da mangueira para um ângulo ?, de maneira que a água gasta 3,00 segundos para atingir o prédio a 45,0 metros de distância. Despreze a resistência do ar e considere que o final da mangueira (ponto de saída da água) está ao nível do solo. A altura, acima do chão, que a água atinge o prédio é: Considere g = 10m/s 2 , cos ? = 0,600, sen ? = 0,800

Dois técnicos trabalhando em um laboratório de química mantido a 298 K, estão manipulando amoníaco (odor de amônia, NH3, massa molar de aproximadamente 18 g/mol) e água sanitária (odor de cloro, Cl2, cuja massa molar é aproximadamente 72 g/mol). Sabendo-se que gases se propagam pelo ambiente com velocidades distintas e que os técnicos estão afastados de 24 m de distância um do outro. A qual distância do técnico manipulando amoníaco, um observador deveria estar posicionado, para sentir ambos os odores simultaneamente?

As equações de Maxwell descrevem classicamente como campos elétricos e magnéticos são gerados e alterados tanto um pelo outro quanto por cargas e correntes elétricas. Escritas na notação diferencial e usando o sistema internacional de medidas, as equações de Maxwell tomam a seguinte forma: Assinale a alternativa que apresenta CORRETAMENTE a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética vp em uma região sem cargas e sem correntes, tal como no vácuo.

Com relação a fônons, analise as afirmativas abaixo e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas. ( ) As vibrações de uma rede cristalina ou de uma molécula podem ser quantizadas, dando origem aos fônons. Assim, pode-se associar uma frequência de vibração a cada fônon da rede. ( ) Um fônon é um quantum de um modo normal de vibração. Portanto, uma rede cristalina pode ter mais de um fônon com a mesma frequência de oscilação. ( ) Todas as ligações químicas entre átomos dão origem a forças restauradoras e, por isso, podemos estudar as vibrações de uma rede cristalina ou de uma molécula com o mesmo formalismo de osciladores harmônicos. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Para estudar três materiais desconhecidos A, B e C, o físico Tiago realizou medidas de resistividade elétrica desses materiais a diferentes temperaturas. Tiago observou os seguintes comportamentos: I. À baixa temperatura (em torno de 4,2K), os materiais A e C apresentam resistência elétrica alta. II. À baixa temperatura (em torno de 4,2K), o material B apresenta alta condutividade elétrica. III. Aumentando-se a tensão elétrica no material B, percebe-se que ele aquece e o gráfico da corrente elétrica em função da tensão elétrica aplicada apresenta inclinação cada vez menor. IV. À temperatura ambiente (em torno de 300K), a condutividade elétrica do material A aumentou consideravelmente em relação à sua condutividade em baixas temperaturas. V. À temperatura ambiente (em torno de 300K), a condutividade elétrica do material C aumentou muito pouco em relação à sua condutividade em baixas temperaturas. Com base em suas observações, Tiago chegou às conclusões descritas abaixo. Assinale com V as verdadeiras e com F as falsas. ( ) Os materiais A e C apresentam gap de energia em sua estrutura de bandas. ( ) O material B pode ser composto de tungstênio. ( ) Os materiais A e C podem ser compostos de silício ou germânio. ( ) Considerando-se apenas as características elétricas do material C, conclui-se que ele pode ser usado como barreira elétrica em circuitos integrados. ( ) À baixa temperatura (4,2 K), o nível de Fermi do material B está no topo de uma banda de energia. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

A espectrometria de massa é um método para identificar os diferentes átomos que compõem uma substância. Em um espectrômetro de massa, como o da figura abaixo, uma amostra é bombardeada com um feixe elétrons de alta energia para extrair íons de suas moléculas. Nesse espectrômetro, os íons da amostra atravessam um campo magnético, B (indicado na figura), que curva suas trajetórias em linhas diferentes, dependendo de sua relação carga/massa (q/m). A massa e a carga dos íons podem ser medidas por sua posição no espectro de massa resultante, a partir dos quais é possível identificar os elementos, seus isótopos, ou isóbaros presentes na amostra. Assinale a alternativa em que a razão carga/massa está CORRETAMENTE expressa apenas em termos da velocidade v dos íons, do campo magnético B aplicado e do raio R de sua trajetória.

Uma hélice de um exaustor de uma indústria possui massa de 120Kg e comprimento de 2,00m (de uma extremidade a outra). A hélice está girando a 40rad/s em relação a um eixo que passa pelo seu centro. Suponha que, após reparos, a massa da hélice teve de ser reduzida a 64% da massa original, mas o tamanho e a energia inicial tiveram de ser mantidos. Qual deve ser a velocidade angular escalar da hélice?

Um fio cilíndrico de comprimento L e seção reta com área A é ligado a uma fonte de

tensão V, sendo percorrido por uma corrente I0. Se esse fio for esticado até o dobro de seu comprimento original e ligado na mesma fonte de tensão. Qual será o novo valor da corrente, supondo que a resistência, a resistividade e a densidade do material não sejam alteradas quando o fio é esticado.

Uma bobina retangular de 80 voltas e dimensões 20cm por 30cm está localizada em um campo uniforme de intensidade 0,75T, direcionado para dentro da página, com apenas metade da bobina na região do campo. A resistência da bobina vale 30?. Assinale a alternativa que apresenta o valor e o sentido de circulação da corrente induzida, se a espira se move com velocidade de 2m/s para cima.

As equações Maxwell descrevem os fenômenos eletromagnéticos. Para dar uma ideia do alcance dos fenômenos regidos pelas equações de Maxwell, basta lembrarmos que a luz é um fenômeno de origem eletromagnética. Das quatro equações, duas representam a lei de Gauss para o campo elétrico e magnético (descrevem como os campos são gerados a partir de cargas). Essas equações indicam que

O consumo de energia de aparelhos elétricos depende de sua potência e do tempo que eles permanecem ligados. Considere um chuveiro de potência 4400 W ligado durante 15 minutos, e uma TV de 80 W também ligada. Após quanto tempo (em minutos) de funcionamento a TV terá o mesmo consumo de energia do chuveiro?

Analise as seguintes afirmativas relacionadas aos conceitos de calor e temperatura, e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas. ( ) Calor é a energia trocada entre sistemas termodinâmicos, possuindo temperaturas distintas. O calor sempre flui do sistema de maior temperatura para o sistema de menor temperatura e pode ser completamente transformado em trabalho mecânico. ( ) O calor e a temperatura de um sistema termodinâmico podem ser definidos em função de quantidades como massa, comprimento e tempo. ( ) Ao fornecermos calor a qualquer sistema termodinâmico, sempre verificaremos um aumento da temperatura do sistema. De maneira análoga, ao retirarmos calor de um sistema termodinâmico, sempre verificaremos a redução da temperatura do sistema. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

O diagrama p x V a seguir mostra diferentes possibilidades de transformações em um gás ideal entre o estado inicial i e o estado final f. Considere que a temperatura do estado inicial (Ti) seja igual a 100K e que a temperatura do estado final (Tf) seja igual a 400K. Definindo ?Q como módulo do calor trocado entre gás e vizinhança e ?W como o módulo do trabalho realizado pelo gás sobre a vizinhança, assinale com V as opções verdadeiras e com F as falsas.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Analise as seguintes afirmativas sobre pressão e temperatura relacionadas com modelo cinético de um gás ideal e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas. ( ) A velocidade quadrática média de uma molécula de um gás ideal pode ser obtida pela medida da densidade do gás e da pressão exercida pelo gás sobre as paredes do recipiente que o confina. ( ) Para que a mistura de dois gases distintos esteja em equilíbrio térmico, as velocidades quadráticas médias de suas moléculas devem ser as mesmas. ( ) A energia cinética translacional média de uma molécula de gás ideal é proporcional à temperatura absoluta do gás. ( ) A pressão é a descrição macroscópica da taxa média de transferência de momento linear das partículas do gás para as paredes do recipiente que o confina. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Considere os gráficos abaixo da energia no espaço-k para vários materiais diferentes. Os pontos indicados na abscissa correspondem a direções de alta simetria da primeira zona de Brillouin para cada um desses materiais. De acordo com a posição do nível de Fermi ?F indicado, relacione cada uma das imagens com os tipos de materiais abaixo. ( ) Metal. ( ) Semicondutor. ( ) Isolante. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Medidas experimentais de espectros atômicos mostram que nem todas as possíveis transições entre níveis eletrônicos acontecem. Observa-se a emissão de fótons unicamente com frequências correspondentes a transições entre níveis de energia cujos números quânticos satisfazem às regras de seleção, regras que são obtidas a partir do cálculo das taxas de transição. Assim, as regras de seleção especificam quais transições têm taxas tão pequenas que não podem ser observadas normalmente. Considere o diagrama de níveis de energia de um elemento qualquer mostrado abaixo. Neste diagrama, os orbitais eletrônicos estão discriminados pelo número quântico principal n (indicado à esquerda das linhas) e pelo número quântico azimutal l. As setas identificadas com algarismos romanos indicam transições eletrônicas entre os vários níveis eletrônicos.

Com base na regra de seleção para o número quântico azimutal das transições eletrônicas, assinale a alternativa que apresenta APENAS TRANSIÇÕES PERMITIDAS, isto é, aquelas que seriam observadas normalmente em uma medida experimental do espectro atômico desse elemento.

Em 1896 foi observado em um experimento de espectros atômicos que, quando um átomo é submetido a um campo magnético externo e então excitado, as linhas espectrais emitidas no processo de desexcitação se separam em várias componentes. É o chamado efeito Zeeman.

Assinale a alternativa com os valores CORRETOS de ?E:

As equações de Maxwell relacionam os campos elétrico e magnético de uma onda eletromagnética e preveem que todas as suas componentes satisfazem a solução geral da equação de ondas unidimensional. Assim, a partir dos campos elétrico e magnético de uma onda eletromagnética, é possível descobrir algumas características dessa onda, como sentido de propagação, velocidade de propagação e a densidade de energia que tal onda carrega, entre outras.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Uma escada uniforme de 5,0m de comprimento repousa contra uma parede vertical sem atrito e sua extremidade inferior está situada a 3,0m da parede, apoiada numa superfície na qual existe atrito. A escada pesa 160 N. O coeficiente de atrito estático entre o solo e a base da escada é igual a 0,40. Um homem pesando 740 N sobe lentamente a escada. Até que distância ao longo da escada ele pode subir antes que a escada comece a escorregar?

A figura abaixo representa dois fios condutores L1 e L2, percorridos, respectivamente, por correntes elétricas de intensidades i1 = 2,0 A e i2 = 4,0 A.

Um próton é lançado entre os condutores, com uma velocidade paralela a eles. Devido, exclusivamente, às forças magnéticas provocadas pelos campos gerados pelas correntes, o próton irá descrever uma trajetória

A água utilizada em uma fábrica de cerveja escoa em um tubo com uma vazão volumétrica tal que deve encher 200 latas de 0,300 litros por minuto. Em um ponto (1) da tubulação, a pressão manométrica é igual a 152KPa, e área da seção reta é igual a 4,00 cm 2 . Em outro ponto (2), situado 1,5 metros acima do ponto 1, a área da seção reta é igual a 2,00cm 2 . Qual é, aproximadamente, a pressão manométrica nesse ponto, sendo a aceleração da gravidade g = 10 m/s 2 e págua = 1000 kg/m 3 ?

Uma arma dispara um projétil com velocidade de 200 m/s, formando um ângulo de 400 com o solo.

A massa de um pêndulo de peso P, visto na figura abaixo, acumula uma determinada carga q. A uma distância r, ao longo da reta tracejada, é colocado um corpo carregado eletricamente com carga de mesmo módulo da primeira, de maneira que o pêndulo fique em equilíbrio. Qual é o valor de r que possibilita esse equilíbrio para um ângulo ? de 450, sendo K a constante de Coulomb?

Um campo magnético uniforme faz um ângulo de 60° com o eixo de uma bobina quadrada de 30 voltas e lado 4 cm. O modulo do campo magnético aumenta a uma taxa de 100 T/s, enquanto sua direção permanece fixa. Qual é o módulo da força eletromotriz induzida nessa bobina? Dados: sen(60°) = 0,87 cos(60°) = 0,50.

Considere dois recipientes A e B, contendo nitrogênio e oxigênio gasosos, ligados por meio de um tubo fino e de uma válvula de volume desprezíveis, conforme indicado na figura abaixo. O recipiente A contém nitrogênio a uma pressão de 2,00atm e a uma temperatura de 300K. O recipiente B, de volume 5,00 vezes maior que de A, contém oxigênio, a uma pressão de 1,00atm e a uma temperatura 400K. Ao se abrir a válvula que conecta os recipientes, mantendo-se inalteradas as temperaturas individuais de cada recipiente (considere que há fontes externas que garantem que as temperaturas sejam mantidas), haverá troca de gases entre os recipientes e o sistema atingirá o equilíbrio termodinâmico. Qual será a pressão em atm de cada recipiente quando o sistema entrar em equilíbrio termodinâmico? Considere a constante dos gases R=8.314 J/(Mol K).

Em um experimento de laboratório para determinar a FEM de uma pilha e sua resistência interna, são utilizados uma pilha, um resistor de 10,00?, um resistor variável (potenciômetro), um voltímetro e um amperímetro. Através do circuito montado como na figura, foram feitas medidas da corrente resistência no potenciômetro. Com os dados coletados, foi obtida, após a análise por regressão linear, a seguinte equação: Y = - 10,75X + 1,45, onde X e Y são as variáveis

medidas. Baseado na equação obtida, a resistência interna da bateria e a força eletromotriz da pilha valem

Com relação às propriedades magnéticas dos materiais, avalie as afirmações abaixo e assinale V para as verdadeiras e F para as falsas. ( ) Nos materiais diamagnéticos, ainda que os átomos ou moléculas não tenham momento de dipolo magnético intrínseco, o campo magnético acopla com o spin dos elétrons, induzindo uma magnetização nesse material. ( ) Na presença de um campo magnético B inomogêneo, o modelo clássico das propriedades magnéticas de materiais prevê que um material diamagnético é (fracamente) atraído pela região onde B é mais forte, enquanto um material paramagnético é repelido por ela. ( ) Os materiais ferromagnéticos são caracterizados pela relação não linear entre a magnetização M e o campo magnético H, como visto no ciclo de histerese. ( ) Nos materiais paramagnéticos, os átomos ou moléculas têm um momento de dipolo magnético intrínseco. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Uma caixa isolada da vizinhança é dividida em dois compartimentos de volume Va=2,00 l e Vb=2,00 l, como mostrado na figura abaixo.

O primeiro compartimento contém 2,00mol do gás ideal A (círculos abertos) e o segundo 3,00mol do gás ideal B (círculos cheios). Uma abertura permite a conexão entre as caixas e os gases se misturam sem alteração de suas respectivas temperaturas. Uma configuração possível do sistema, após a mistura dos gases, é representada na figura abaixo. Assinale a alternativa que apresenta o aumento da entropia total do sistema, considerando a constante dos gases R= 8.314 J/(K.Mol)

Uma academia de ginástica localiza-se no décimo andar de um prédio e o elevador que leva até essa academia possui uma balança para que você possa verificar o progresso atingido com sua malhação diária. Um estudante de física que usa esta academia pesa 600 N e percebe que, quando pega o elevador para subir até a academia, a balança indica 720 N. Ele pode afirmar que o elevador

Um canal de irrigação alimenta dois canais menores que depois se subdividem para levar água para toda a área plantada de uma pequena fazenda. Um dos canais menores tem uma largura de 4,0 metros e uma profundidade de 1,4 metros com uma velocidade da correnteza de 0,50m/s. O outro canal tem 4,0 metros de largura, 1,0 metros de profundidade e velocidade de 0,8 m/s. Se o canal maior tem uma largura de 6,0 metros e a velocidade da correnteza é de 2,5 m/s, qual deve ser sua

profundidade?