Questões de Física

Uma das maneiras de se buscarem planetas extrassolares é verificar variações nos espectros estelares devido ao movimento que a estrela apresenta devido à sua rotação em torno do centro de massa formado pelo sistema estrela + planeta. Tal método é eficaz para a detecção de planetas massivos (algumas vezes a massa de Júpiter) para que o efeito da rotação em torno do centro de massa seja perceptível. Considere o sistema formado por uma estrela de raio R e um planeta gigante gasoso de raio r. A distância entre o centro dos dois corpos é d. Considerando-se que os dois possuem a mesma densidade média, qual é o centro de massa desse sistema, em relação ao centro da estrela?

A escada rolante que liga a plataforma de uma estação subterrânea do metrô até o nível da rua move-se uniformemente a 0,80 m/s. A escada leva 30 s para transportar uma pessoa da plataforma até a superfície e sua inclinação em relação ao solo horizontal é 30°. Qual é a profundidade em que se encontra a plataforma do metrô em relação ao nível da rua?

Analise as seguintes afirmativas relacionadas com os conceitos relativos a estruturas cristalinas e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas. ( ) Célula unitária é a menor subdivisão de uma rede cristalina, cujo conteúdo, por simples justaposição nas três direções do espaço, permite reconstruir o sólido

cristalino completo. ( ) A rede recíproca é o arranjo de pontos no espaço dos momentos (dos vetores de onda ) tal que cada ponto dessa rede corresponde a uma célula unitária da rede direta. ( ) Dá-se o nome de primeira zona de Brillouin a uma única célula unitária da rede recíproca que contém todos os valores fisicamente distinguíveis dos vetores de onda . ( ) Se os átomos de um determinado elemento cristalizam-se em uma rede cúbica de face centrada, então, sua rede recíproca é um arranjo de pontos no formato de uma rede cúbica de corpo centrado; enquanto que, para os átomos que se cristalizam em uma rede cúbica simples, sua rede recíproca também tem o formato de uma rede cúbica simples. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Considere abaixo o diagrama incompleto de níveis de energia para o átomo de hidrogênio e o espectro eletromagnético em termos da energia da radiação: Com base nesse diagrama, podem-se encontrar as energias de todos os níveis eletrônicos do átomo de hidrogênio a partir do número quântico orbital n e da energia do estado fundamental. Com base nesse diagrama e no espectro eletromagnético, relacione as transições indicadas com os tipos de radiação emitidos.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Uma caixa, com perfil quadrado, está em equilíbrio em uma calha de ângulo reto. Qual é o coeficiente de atrito estático entre o material da caixa e a calha nessas condições?

Um bloco de borracha de massa 5,0 kg está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. O gráfico mostra os valores dos coeficientes de atrito, à medida que o bloco é submetido a uma força externa horizontal paralela à superfície.

Quando a intensidade da força exercida sobre o bloco atingir 20 N, qual será o valor da aceleração sobre o bloco? (Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s 2 )

No estudo de átomos multieletrônicos, a teoria de Hartree é utilizada para simplificar o problema através de uma sucessão de aproximações. Nas primeiras aproximações, somente as interações mais fortes a que estão submetidos os elétrons são consideradas e, então, o tratamento é tornado mais exato em aproximações sucessivas que levam em conta as interações mais fracas. Os resultados desse procedimento fornecem uma explicação muito satisfatória das características essenciais de todos os átomos multieletrônicos em seus estados fundamentais. Desses resultados, podem-se estudar as energias dos elétrons nos vários orbitais eletrônicos e, com isso, avaliar, por exemplo, as energias de ionização de cada elemento químico. Analisando-se os orbitais eletrônicos dos diferentes elementos químicos conhecidos, é CORRETO afirmar que maior for o preenchimento da camada de valência por elétrons, menor é a energia de ionização.

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 as temperaturas do estado inicial (Ti) e do estado final (Tf) sejam iguais a 300 K. Definindo ?U como o módulo da variação da energia interna do gás durante as transformações e ?S como o módulo da variação da entropia durante as transformações, assinale com V as opções verdadeiras e com F as falsas.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

No início do século XX, os espectros de emissão e de absorção de radiação de vários átomos eram conhecidos com grande precisão. Entre eles, destacava-se o espectro do átomo de hidrogênio que, devido a sua simplicidade, chegou a ser satisfatoriamente descrito por fórmulas empíricas. Porém, em 1913, Niels Bohr desenvolveu um modelo atômico, cujas previsões para as energias de emissão e absorção dos átomos de hidrogênio e de hélio ionizado apresentavam concordância quantitativa muito elevada com os dados experimentais. Para construir seu modelo, Niels Bohr formulou quatro postulados sobre a natureza dos átomos que misturavam física clássica e não clássica. Os postulados são:

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Ao desenvolver seu modelo atômico, Rutherford analisava o espalhamento de partículas ? pelos átomos de folhas delgadas de materiais metálicos. Analise as afirmativas abaixo sobre as suposições consideradas no modelo atômico de Rutherford e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas. ( ) Rutherford propôs um novo modelo para contemplar, entre outros fenômenos, o espalhamento de partículas ? em grandes ângulos, o qual era subavaliado no modelo atômico de Thomson. ( ) Na descrição do átomo, os elétrons carregados negativamente estão localizados no interior de uma distribuição contínua de carga positiva. ( ) No experimento, as partículas ? são espalhadas via colisões elásticas com os núcleos massivos, sofrendo deflexões majoritariamente em ângulos menores que 3%. ( ) O espalhamento das partículas ? deve-se à força repulsiva coulombiana entre essas partículas e o núcleo atômico. ( ) A hipótese de que a massa do núcleo é muito maior que a massa das partículas ? foi bem-sucedida em explicar o espalhamento destas partículas por átomos de todos os elementos. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Uma das grandezas físicas de grande importância em estudo dos materiais é o calor específico. O calor específico define a mudança da temperatura de determinada substância, quando essa recebe ou perde uma determinada quantidade de calor. Acerca do calor específico a volume constante, relacione as descrições com os diversos modelos teóricos propostos ao longo da história: Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Um reboque está parado em uma rua cuja inclinação é 30°. Preso ao cabo do reboque, que faz um ângulo de 60° com a superfície da rua, está um carro de massa 1200Kg.

Considerando-se que não existe atrito entre o carro que está sendo rebocado e a superfície da rua, qual é valor da tensão no cabo? Considere g = 10m/s 2 , cos(60) = sen(30) = 0,50 e cos(30) = sen(60) = 0,87

No filme 2001 Uma Odisseia no Espaço, existe uma estação espacial que usa o efeito da rotação para simular o efeito da gravidade, uma vez que longos períodos na sua ausência provocam danos à saúde dos astronautas. Considerando-se uma estação espacial que tenha um diâmetro de 80 metros, quantas revoluções por minuto (rpm) seriam necessárias, a fim de que a aceleração da "gravidade artificial" fosse igual a 10m/s 2 ?

Geladeiras antigas costumam dar choques quando pegamos em sua porta. Isso acontece

devido à fuga de corrente que existe cada vez que o motor é acionado, acumulando carga elétrica em sua estrutura. Se a corrente elétrica que escapa varia com o tempo, segundo a função I = 55,00 – 0,300t 2 . Quantos coulombs serão acumulados no intervalo de tempo que vai de 0 a 5 segundos?

O aquecimento global tem reduzido a superfície de água congelada nos polos, causando sérios problemas, principalmente para as espécies do hemisfério norte. Existem vários relatos de ursos polares presos em blocos de gelo, sendo obrigados a nadar grandes distâncias para atingirem terra firme. Um bloco de gelo (930 kg/m 3 ) flutua no oceano Ártico (1030 kg/m 3 ). Qual deve ser o volume mínimo desse bloco, para que um urso de 700 Kg fique sobre ele sem molhar os pés?

Num dia de chuva, um garoto em repouso consegue abrigar-se perfeitamente, mantendo a haste do seu guarda-chuva vertical. Porém, mantendo a haste do guarda-chuva inclinada 36,9º com a horizontal, ele só consegue abrigar-se movimentando-se para a direita com velocidade de 4,0m/s. Admitindo que as gotas de chuva tenham movimento uniforme e caem verticalmente, qual é o módulo da sua velocidade em relação ao garoto, quando ele se desloca com o guarda-chuva inclinado? Considere a tangente, tg (36,9°) = 0,75

Em uma certa cidade, o kWh custa R$ 0,60. Uma dona de casa, precisando cortar gastos na conta de luz, argumenta com seu filho Gabriel que ele terá sua mesada diminuída no valor equivalente ao custo mensal de seus banhos. Sabendo-se que Gabriel toma 2 banhos de 10 min cada por dia, considerando um mês de 30 dias e que a potência do chuveiro da casa é de 4200 W, quanto reais serão cortados da mesada do Gabriel?

Uma classificação útil dos sistemas termodinâmicos é baseada na natureza e propriedades das suas respectivas fronteiras. Assim, em função das trocas entre sistema e vizinhança, podemos relacionar sistemas termodinâmicos à variação de propriedades físicas tais como trabalho (?W), calor (?Q), energia interna (?U) e entropia (?S). Considere sistemas termodinâmicos contendo um gás ideal e relacione-os à linha que representa as propriedades de suas respectivas fronteiras. Considere X a propriedade que varia durante as transformações e 0 propriedade que não varia durante as transformações termodinâmicas. Utilize a legenda abaixo para preencher o quadro. Assinale a alternativa que representa a alternativa CORRETA.

A figura ilustra o espalhamento de uma onda eletromagnética plana propagando-se ao longo de z, com polarização ao longo de x, por um elétron livre. Na descrição clássica do espalhamento, o campo elétrico da onda plana incidente coloca o elétron em oscilação. O elétron emite esfericamente uma radiação de mesma frequência da onda incidente. Considerando-se que o ponto P, a uma distância R do elétron, esteja sobre o mesmo plano de polarização da onda incidente, assinale a relação que descreve CORRETAMENTE a dependência da intensidade I da onda espalhada com o ângulo ?.

O modelo da gota líquida para o núcleo atômico permite calcular a massa do núcleo a partir dos valores do número atômico ( Z ) e do número de massa ( A ). A expressão obtida para a massa M possui 6 termos e pode ser escrita como: O modelo é baseado em duas propriedades comuns a todos os núcleos, exceto àqueles com A pequeno, são elas: I. As densidades de massa no interior do núcleo são aproximadamente as mesmas. II. As energias totais de ligação dos núcleons (par próton-nêutron) são proporcionais às massas nucleares. Analise as seguintes afirmativas relacionadas à fórmula da massa do núcleo obtida através do modelo da gota líquida e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Considere uma folha metálica de dimensões l, w e d pela qual passa uma corrente elétrica I (direção x), como mostrado na figura abaixo Na presença de um campo magnético B transversal (direção z), os portadores de carga são defletidos na direção y, gerando acúmulos de carga nas bordas superior e inferior da folha metálica que produzem um campo elétrico para cancelar o efeito do campo magnético. O equilíbrio é atingido quando essas duas forças se cancelam. Tal fenômeno é conhecido como efeito Hall. Podemos associar uma diferença de potencial ao campo elétrico produzido na direção y, à qual se dá o nome de tensão Hall. Sabendo-se que, de acordo com o modelo de Drude, a densidade de carga J em uma direção pode ser escrita como: J = nev, onde n é a densidade de portadores de carga; e é a carga elementar e v é a velocidade dos portadores, a expressão para o módulo da tensão Hall VH em termos apenas de I, B, n, e e as dimensões apropriadas da folha metálica.

Com relação aos portadores de carga em semicondutores, analise as seguintes afirmativas e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas. ( ) Devido aos sinais de carga opostos em buracos e elétrons, a densidade de corrente elétrica para cada um deles, dada por J=qnv (q é a carga do portador de carga, n, a densidade destes portadores e v, a velocidade dos mesmos), também têm sinais opostos. ( ) O buraco é uma partícula da rede cristalina que tem a mesma carga e a mesma massa efetiva do elétron, porém, de sinais contrários. ( ) É conveniente pensar em termos de buracos, representando a ausência de elétrons numa banda totalmente cheia em situações em que todos os níveis de uma banda isolada estão ocupados, com exceção dos que se situam no topo da banda. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.

Uma criança está brincando em uma mesa sem atrito jogando disco, quando seu pai, professor de física, percebe que, ao lançar o disco com velocidade de 4,00m/s ao longo do comprimento da mesa (2,00m) em uma das extremidades dela, o disco flutua 2,50cm para a esquerda até chegar à extremidade oposta da mesa. O disco chega a esta extremidade mantendo a velocidade de 4,00 m/s ao longo do comprimento da mesa. Por meio de tais observações, o pai conclui que a mesa está desnivelada. A aceleração do disco (considerada constante) que provocou o desvio de 2,5cm vale:

Em um experimento clássico, o físico R. A. Milikan determinou a carga do elétron, usando um aparelho conforme o mostrado na figura abaixo. Usando um dispositivo denominado atomizador ele gerava gotas de óleo que caíam por um orifício numa região onde havia um campo elétrico uniforme. Milikan determinou a massa das gotas, medindo sua velocidade terminal usando um microscópio. Com a massa determinada, ele carregou essas gotas, irradiando-as com raios X e ajustou o campo E, de maneira que as gotas ficassem em equilíbrio em razão das forças gravitacionais e elétricas serem iguais e opostas.

Dois resistores são ligados em paralelo a uma fonte de tensão. A resistência do resistor A é o dobro da resistência de B. Se a corrente no resistor A for I, qual a corrente no resistor B?

O mar Morto tem esse nome devido à grande quantidade de sal nele presente, que é da ordem de dez vezes superior à dos demais oceanos. Este excesso de sal aumenta sua flutuabilidade e os banhistas boiam facilmente. Em geral, uma pessoa flutua no mar Morto com dois terços de seu corpo submerso. Se a densidade do corpo humano vale 970 kg/m 3 , qual é a densidade da água do marMorto?

O Sistema Internacional de unidades (SI) consiste em um conjunto de unidades padronizado de definições para unidades de medida, utilizado em quase todo o mundo moderno, que visa uniformizar e a facilitar as medições. Nesse sistema, a unidade de energia é o Joule ( J ), a qual pode ser expressa em função de outras unidades básicas, também pertencentes ao SI. Uma unidade de energia não pertencente ao SI, mas bastante utilizada é o elétron-volt (ev). A quantidade de 1 J de energia cinética corresponde a quantos ev?

Galileu é hoje considerado “pai da ciência moderna", título que advém das características de seu trabalho. Dentre essas características, destaca-se a

Considere dois cilindros longos, finos e sólidos, idênticos em tamanho, mas feitos de materiais diferentes e de condutividades térmicas também diferentes. Os dois cilindros estão conectados em série entre um reservatório de temperatura Tq e um reservatório de temperatura Tf. A temperatura da junção dos dois cilindros é Tj. Usando seus conhecimentos sobre fluxo de calor, assinale a alternativa CORRETA.