UFRGS 2011 RESOLUÇÃO DA PROVA DE FÍSICA

Prof. Giovane Irribarem de Mello

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Prof. Giovane Irribarem de Mello giovane@if.ufrgs.brInstrução: As questões 01 e 02 estão relacionadas ao texto abaixo. Um objeto é lançado da superfície da Terra verticalmente para cima e atinge a altura de 7,2 m. (Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e despreze a resistência do ar.)

1. Qual é o módulo da velocidade com que o objeto foi lan-çado?

(A) 144 m/s (B) 72 m/s (C) 14,4 m/s (D) 12 m/s (E) 1,2 m/s

2. Sobre o movimento do objeto, são feitas as seguintes afirmações.

I – Durante a subida, os vetores velocidade e aceleração tem sentidos opostos. II – No ponto mais alto da trajetória, os vetores velocidade e aceleração são nulos. III – Durante a descida, os vetores velocidade e acelera-ção tem o mesmo sentido.

(A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas I e II. (D) Apenas I e III. (E) Apenas II e III.

3. Um satélite estacionário está em órbita circular com um raio aproximadamente 42.000 km em relação ao centro da Terra. (Considere o período de rotação da Terra em torno do seu próprio eixo igual a 24h.) Sobre essa situação, são feitas as seguintes afirmações.

I – O período de revolução do satélite é de 24h. II – O trabalho realizado pela Terra sobre o satélite é nulo. III – O módulo da velocidade do satélite é constante e vale 3.500π km/h.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas I e III. (D) Apenas II e III. (E) I, II e III.

RESOLUÇÃO DAS QUESTÃO 1. De acordo com o enunciado temos as seguintes informa-ções: vf = 0; g = -10 m/s2; h = 7,2 m. Temos que encontrar o valor da velocidade inicial vo.

!

Temos então que determinar o valor da vel. média.

!

Ainda falta determinar o tempo de subida.

!

Agora podemos determinar a vel. média e depois a vel. ini-cial.

Resposta D.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 2. Analisando as afirmações: I – Correta, pois na subida o vetor velocidade é para cima enquanto a aceleração da gravidade tem sentido para bai-xo. II – Errada, pois no ponto mais alto apenas a velocidade é nula, já a aceleração da gravidade continua sendo diferen-te de zero. III – Correta, pois na descida o vetor velocidade está volta-do para baixo juntamente com o da aceleração da gravida-de. Portanto resposta letra D.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 3. Analisando as afirmações temos: I - Correta, pois se o satélite é geoestacionário este é visto como um objeto fixo no céu por um observador na superfí-cie da Terra, com isso ele leva 24 h para completar uma volta. II - Correta, pois o trabalho depende do ângulo entre a for-ça e o deslocamento e neste caso a força feita pela Terra aponta para o centro enquanto o deslocamento é na dire-ção de movimento do satélite, sendo este 90o e com isto temos: W = F.d.cos 90o = 0J. III - Correta, pois sendo um movimento circular temos:

!

Resposta letra E.

vm =

vo + vf

2→ vm =

vo

2→ vo = 2vm

vm = Δh

Δt→ vm = 7,2

Δt

g = Δv

Δt→ −10 =

0 − vo

Δt→ Δt =

−vo

−10=

vo

10

vm = 7,2

vo

10

= 72vo

vo = 272vo

→ vo2 = 144 → vo = 12m / s

v = 2.π.R

T= 2.π.42000

24= 3500πkm / h

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Prof. Giovane Irribarem de Mello giovane@if.ufrgs.br4. Um cubo maciço e homogêneo, cuja a massa é de 1,0 kg, está em repouso sobre uma superfície plana e horizon-tal. O coeficiente de atrito estático entre o cubo e a super-fície vale 0,30. Uma força F, horizontal, é então aplicada sobre o centro de massa do cubo. (Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 10 m/s2.) Assinale o gráfico que melhor representa a intensidade f da força de atrito estático em função da intensidade F da força aplicada.

!

!

5. Considere o raio médio da órbita de Júpiter em torno do Sol igual a 5 vezes o raio médio da órbita da Terra. Segundo a 3a Lei de Kepler, o Período de revolução de Júpiter em torno do Sol é de aproximadamente

(A) 5 anos. (B) 11 anos. (C) 25 anos. (D) 110 anos. (E) 125 anos.

6. Assinale a alternativa que preenche corretamente as la-cunas no fim do enunciado que segue, na ordem em que aparecem. Um objeto desloca-se de um ponto A até um ponto B do espaço seguindo um determinado caminho. A energia me-cânica do objeto nos pontos A e B assume, respectiva-mente, os valores EA e EB, sendo EB < EA. Nesta situação, existem forças .............. atuando sobre o objeto, e a dife-rença de energia EB – EA .............. do ............... entre os pontos A e B.

(A) dissipativas – depende – caminho (B) dissipativas – depende – deslocamento (C) dissipativas – independe – caminho (D) conservativas – independe – caminho (E) conservativas – depende – deslocamento

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 4. Para sabermos o gráfico devemos antes determinar a for-ça de atrito estático máxima, pois ela é o valor máximo de f. Note que nesta situação o peso do cubo é igual a força normal. N = P = m.g = 1.10 = 10N feMáx. = µe.N = 0,3.10 = 3N Agora que sabemos que a força de atrito estático máxima é 3N, e qualquer força F com valor inferior terá uma força de atrito f igual. Portanto o único gráfico que está de acor-do com esta condição é o da letra C. Resposta letra C.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 5. Para determinar o período de revolução de Júpiter temos que usar a 3a Lei de Kepler.

! onde “a” é o raio médio da órbita de Júpiter medido em unidades astronômicas (distância da Terra ao Sol) e “T” o período de revolução em anos.

! Resposta letra B.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 6. Analisando o movimento do objeto vemos que se a ener-gia mecânica está diminuindo é porque o sistema está sob ação de forças “dissipativas”. Já as outras duas lacunas são entendidas da seguinte maneira: a força dissipativa “depende” do “caminho” porque se o caminho percorrido pelo corpo for maior haverá uma dissipação maior de energia do que um caminho mais curto. Resposta letra A.

a3 = k.T2

53 = 1.T2 → T = 53 ≅ 11 anos

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Prof. Giovane Irribarem de Mello giovane@if.ufrgs.br7. O resgate de trabalhadores presos em uma mina sub-terrânea no norte do Chile foi realizado através de uma cápsula introduzida numa perfuração do solo até o local em que se encontravam os mineiros, a uma profundidade da ordem de 600 m. Um motor com potência total apro-ximadamente igual a 200 kW puxava a cápsula de 250 kg contendo um mineiro de cada vez.

! Fonte:http://www.nytimes.com/interactive/2010/10/12/world/20101013-chile.html?ref=americanas.

Considere que para o resgate de um mineiro de 70 kg de massa a cápsula gastou 10 minutos para completar o per-curso e suponha que a aceleração da gravidade local é 9,8 m/s2. Não se computando a potência necessária para compen-sar as perdas por atrito, a potência efetivamente fornecida pelo motor para içar a cápsula foi de

(A) 686 W. (B) 2.450 W. (C) 3.136 W. (D) 18.816 W (E) 41.160 W.

8. Duas bolas de bilhar colidiram de forma completamente elástica. Então, em relação à situação anterior à colisão,

(A) suas energias cinéticas individuais permanecem iguais. (B) suas quantidades de movimento individuais permane-cem iguais. (C) a energia cinética total e a quantidade de movimento total do sistema permanecem iguais. (D) as bolas de bilhar se movem, ambas, com a mesma velocidade final. (E) apenas a quantidade de movimento total permanece igual.

9. Considere as afirmações abaixo, referentes a um líquido incompressível em repouso. I – Se a superfície do líquido, cuja densidade é ρ, está submetida a uma pressão pa, a pressão p no interior desse líquido, a uma profundidade h, é tal que p = pa + ρgh, onde g é a aceleração da gravidade local. II – A pressão aplicada em um ponto do líquido, confinado a um recipiente, transmite-se integralmente a todos os pontos do líquido. III – O módulo do empuxo sobre um objeto mergulhado no líquido é igual ao módulo do peso do volume de líquido deslocado.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas III. (D) Apenas I e III (E) I, II e III.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 7. Para determinar a potência do motor é importante obser-var que o tempo deve estar em segundos (10 min = 600s), que a força feita pelo motor será o peso da cápsula mais o mineiro (P = m.g = 320.9,8 = 3.136 N), o ângulo entre a força feita pelo motor e o deslocamento é zero. Aplicando na equação abaixo tempos:

!

Letra C.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 8. Em colisões perfeitamente elásticas temos a conservação da quantidade de movimento e da energia mecânica do sistema, como esta é apenas composta de energia cinéti-ca, então a energia cinética total se mantém constante. Letra C.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 9. Analisando as afirmações temos: I - Correta, pois o que está sendo afirmado é a Lei de Ste-vin. II - Correta, pois este é o Princípio de Pascal. III - Correta, e refere-se a Lei de Arquimedes. Resposta letra E.

P = W

Δt= F.d.cos θ

Δt= P.d.cos θ

Δt= m.g.d.cos θ

Δt= 320.9,8.600.cos 0o

600= 3.136W

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Prof. Giovane Irribarem de Mello giovane@if.ufrgs.br10. Uma mesma quantidade de calor Q é fornecida a mas-sas iguais de dois líquidos diferentes, 1 e 2. Durante o aquecimento, os líquidos não alteram seu estado físico e seus calores específicos permanecem constantes, sendo tais que c1 = 5.c2. Na situação acima, os líquidos 1 e 2 sofrem, respectiva-mente, variações de temperatura ΔT1 e ΔT2, tais que ΔT1 é igual a

(A) ΔT2/5. (B) 2ΔT2/5. (C) ΔT2. (D) 5ΔT2/2. (E) 5ΔT2.

11. Um balão meteorológico fechado tem volume de 50,0 m3 ao nível do mar, onde a pressão atmosférica é de 1,0x 105 Pa e a temperatura é de 27 oC. Quando o balão atinge a altitude de 25 km na atmosfera terrestre, a pressão e a temperatura assumem, respectivamente, os valores de 5,0x103 Pa e -63 oC.

Considerando-se que o gás contido no balão se comporta como um gás ideal, o volume do balão nessa altitude é de

(A) 14,0 m3. (B) 46,7 m3. (C) 700,0 m3. (D) 1.428,6 m3. (E) 2.333,3 m3.

12. A figura apresenta o diagrama da pressão p(pa) em função do volume V(m3) de um sistema termodinâmico que sofre três transformações sucessivas: XY, YZ e ZX.

!

O trabalho total realizado pelo sistema após as três trans-formações é igual a

(A) 0. (B) 1,6x105 J. (C) 2,0x105 J. (D) 3,2x105 J. (E) 4,8x105 J.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 10. De acordo com o enunciado os dois líquidos receberam a mesma quantidade de calor e a partir desta condição po-demos resolver o problema. Q1 = Q2 g m.c1.ΔT1 = m.c2.ΔT2 g 5c2. ΔT1 = c2.ΔT2 ΔT1 = ΔT2/5 Portanto letra A.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 11. Para determinar o volume no estado final devemos ter al-guns cuidados, como por exemplo a temperatura deve es-tar em Kelvin antes de usar a equação de estado do gás. T1 = 27oC = 300 K e T2 = -63oC = 210K

!

Resposta C.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 12. Para determinar o trabalho das três transformações basta calcular a área do ciclo. para calcular podemos dividir o triângulo em dois triângu-los equiláteros.

!

Como as duas áreas são iguais então a área total é o do-bro da primeira. A = 2.A1 = 1,6.105 J. Resposta B.

p1.V1

T1

=p2.V2

T2

→ 1x105.50300

=5x103.V2

210→ V2 = 1x102.5.21

3.5= 700 m3

A1 =

b.h2

= 0,4.4.105

2= 0,8x105 J

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Prof. Giovane Irribarem de Mello giovane@if.ufrgs.br13. Uma amostra de uma substância encontra-se, inicial-mente, no estado sólido na temperatura T0. Passa, então, a receber calor até atingir a temperatura final Tf, quando toda amostra já se transformou em vapor. O gráfico abaixo representa a variação da temperatura T da amostra em função da quantidade de calor Q por ela recebida.

! Considere as seguintes afirmações, referentes ao gráfico. I - T1 e T2 são, respectivamente, as temperaturas de fusão e de vaporização. II – No intervalo X, coexistem os estados sólido e líquido da substância. III – No intervalo Y, coexistem os estados sólido, líquido e gasoso da substância.

(A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas III. (D) Apenas I e II. (E) I, II e III.

14. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no fim do enunciado que segue, na ordem em que aparecem. Três esferas metálicas idênticas, A, B e C, são monta-das em suportes isolantes. A esfera A está positivamen-te carregada com carga Q, enquanto as esferas B e C estão eletricamente neutras. Colocam-se as esferas B e C em contato uma com a outra e, então, coloca-se a esfera A em contato com a esfera B, conforme repre-sentado na figura.

! Depois de assim permanecerem por alguns instantes, as três esferas são simultaneamente separadas. Consi-derando-se que o experimento foi realizado no vácuo (ko = 9x109 N.m2/C2) e que a distância final (d) entre as esferas A e B é muito maior que seu raio, a força ele-trostática entre as esferas é …………… e de intensida-de igual a …………….. .

(A) repulsiva – koQ2/(9d2) (B) atrativa – koQ2/(9d2) (C) repulsiva – koQ2/(6d2) (D) atrativa – koQ2/(4d2) (E) repulsiva – koQ2/(4d2)

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 13. Analisando as afirmações temos: I - Correta, pois em T1 a temperatura está constante o que indica a primeira mudança de estado (fusão), e T2 indica da mesma forma a segunda mudança de estado (vapori-zação). II - Correta, pois no intervalo X está ocorrendo a fusão da amostra e com isso temos os dois estados sólido e líquido coexistindo. III - Errada, pois no intervalo Y temos uma segunda mu-dança de estado (vaporização) onde a amostra está pas-sando do estado líquido para o gasoso, e portanto, os es-tados que coexistem são líquido e gasoso apenas. Resposta letra D. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 14. Para determinar a força entre as esferas A e B devemos antes saber que cargas ambas possuem. Como as três cargas são colocadas e separadas simultaneamente, te-mos uma eletrização por contato. Então para determinar a carga após este processo temos:

!

Então a cargas das três esferas é Q/3. E como a carga das três é a mesma elas tendem a se re-pelir mutuamente. Para determinar a força aplicamos a Lei de Coulomb.

!

Resposta letra A.

Qf =QA +QB +QC

3= Q + 0 + 0

3= Q3

F = k

QA QB

d2= ko

Q3 . Q

3

d2= ko

Q2

9

d2= ko

Q2

9d2

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Prof. Giovane Irribarem de Mello giovane@if.ufrgs.br15. Considere uma casca condutora esférica eletricamente carregada e em equilíbrio eletrostático. A respeito dessa casca, são feitas as seguintes afirmações.

I – A superfície externa desse condutor define uma superfície equipotencial. II – O campo elétrico em qualquer ponto da superfície externa do condutor é perpendicular à superfície. III – O campo elétrico em qualquer ponto interior à casca é nulo.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas I e III. (D) Apenas II e III. (E) I, II e III.

16. Considere o circuito abaixo.

!

Neste circuito, todos os resistores são idênticos, e C1 e C2 são dois interruptores que podem estar abertos ou fecha-dos, de acordo com os esquemas numerados a seguir.

!

Assinale a alternativa que apresenta corretamente os or-denamento dos esquemas de ligação, em ordem crescen-te da corrente elétrica que passa no resistor R4.

(A) (4) – (2) – (3) – (1) (B) (1) – (3) – (2) – (4) (C) (2) – (4) – (3) – (1) (D) (2) – (3) – (4) – (1) (E) (3) – (2) – (1) – (4)

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 15. Analisando as afirmações temos: I - Correta, pois uma esfera produz superfícies equipoten-ciais com formato de esferas de raio R ou maior que R. II - Correta, pois se o campo for perpendicular à superfície este vai cortar as superfícies equipotenciais formando um ângulo reto. III - Correto, baseado em que um condutor carregado com uma distribuição de carga sobre sua superfície homogê-nea não produz campo elétrico no seu interior (gaiola de Faraday). Resposta E. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 16. Se verificarmos qual circuito tem a maior resistência equi-valente este terá a menor corrente passando por R4. Verificando as 4 condições solicitadas na questão temos: 1 - As duas chaves fechadas. R2 está em curto-circuito, portanto fora do circuito. Então o novo circuito fica:

! Como as resistências são iguais temos R1 em paralelo com R3 dando uma resistência R/2 e esta ficará em série com R4. Então a resistência equivalente é Req = R + R/2 = 3R/2 2 - As duas chaves abertas. R3 fica fora do circuito pois sua linha está aberta. Então temos um circuito em série.

! A resistência equivalente do circuito fica Req = 3R 3 - Neste temos o circuito seguinte:

! ! Os resistores R1 e R2 estão em série resultando em 2R. Logo podemos fazer o paralelo desses dois R e 2R, resul-tando em 2R/3 que ficará em série com R4 dando uma re-sistência equivalente do circuito igual a 5R/3. 4 - Nesta situação R2 está em curto-circuito, portanto fora do circuito e R3 está com sua linha aberta, e portanto, tam-bém não participa.

! A resistência equivalente neste caso vale Req = 2R. Em ordem crescente de correntes em R4 temos 2, 4, 3 e 1. Resposta letra C.

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Prof. Giovane Irribarem de Mello giovane@if.ufrgs.br17. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no fim do enunciado que segue, na ordem em que aparecem. Um elétron atravessa, com velocidade constante de módulo v, uma região do espaço onde existem campos elétrico e magnético uniformes e perpendiculares entre si. Na figura abaixo, estão representados os campo magnético, de módulo B, e a velocidade do elétron, mas o campo elétrico não está representado.

!

Desconsiderando-se qualquer outra interação, é correto afirmar que o campo elétrico …………. página, perpen-dicularmente, e que seu módulo vale …………. .

(A) penetra na – vB (B) emerge da – vB (C) penetra na – eB (D) emerge da – eB (E) penetra na – E/B

18. Observe a figura abaixo.

! Esta figura representa dois circuitos, cada um contendo uma espira de resistência elétrica não nula. O circuito A está em repouso e é alimentado por uma fonte de tensão constante V. O circuito B aproxima-se com velocidade constante de módulo v, mantendo-se paralelo os planos das espiras. Durante a aproximação, uma força eletromo-triz (f.e.m.) induzida aparece na espira do circuito B, ge-rando uma corrente elétrica que é medida pelo galvanô-metro G.

Sobre essa situação, são feitas as seguintes afirmações.

I – A intensidade da f.e.m. induzida depende de v. II – A corrente elétrica induzida em B também gera campo magnético. III – O valor da corrente elétrica induzida em B independe da resistência elétrica deste circuito.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas III. (D) Apenas I e II. (E) I, II e III.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 17. De acordo com o enunciado o elétron atravessa a região com velocidade constante, isto significa que a resultante das forças sobre ele é zero. Como existe um campo elétrico e um magnético a força produzida por ambos os campos devem ter o mesmo módulo, direção e sentidos opostos. A força magnética sobre o elétron de acordo com a regra da mão direita está voltada para fora da página. Então a força elétrica sobre o elétron deve estar voltada para dentro da página. O elétron se desloca sempre em sentido oposto as linhas do campo elétrico, implicando que as linhas deste estão emergindo da página. Para saber o valor do campo elétrico usamos a condição de equilíbrio entre as duas forças elétrica e magnética.

FR = 0 FE - FM = 0

FE = FM E.q = B.v.q

E = v.B Resposta letra B.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 18. Analisando as afirmações temos: I - Correta, pois se a tensão V for maior, maior será a cor-rente e consequentemente maior o campo magnético ge-rado na espira A, como a corrente induzida depende da variação do fluxo e este depende do campo magnético a que está submetida a espira B. II - Correta, pois de acordo com o eletromagnetismo, cor-rentes elétricas produzem campos magnéticos, então uma corrente induzida em B deve produzir um campo magnéti-co. III - Errada, pois a corrente de acordo com a primeira Lei de Ohm é inversamente proporcional à resistência elétrica do circuito. Resposta letra D.

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Prof. Giovane Irribarem de Mello giovane@if.ufrgs.br19. Uma corda é composta de dois segmentos de densida-des de massa bem distintas. Um pulso é criado no seg-mento de menor densidade e se propaga em direção à junção entre os segmentos, conforme representa a figura abaixo.

!

Assinale, entre as alternativas, aquela que melhor repre-senta a corda quando o pulso refletido está passando pelo menos ponto x indicado no diagrama acima.

!

20. Em cada uma das imagens abaixo, um trem de ondas planas move-se a partir da esquerda.

!

Os fenômenos ondulatórios apresentados nas figuras 1, 2 3 são, respectivamente,

(A) refração - interferência - difração. (B) difração - interferência - refração. (C) interferência- difração - refração. (D) difração - refração - interferência. (E) interferência- refração - difração.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 19. De acordo com o enunciado o pulso foi gerado na corda com densidade de massa menor, e ao passar para a corda de maior densidade esta vai mudar sua velocidade e am-plitute. A velocidade de uma onda está relacionada com dois fato-res:

!

Como podemos verificar a velocidade do pulso na corda é inversamente proporcional a densidade de massa. Neste caso o pulso ao passar para a corda mais densa reduz sua velocidade. Os pulsos mais lentos estão nas letras B e E. Como comentado anteriormente o pulso que incide sobre a junção tem parte transmitida pra corda mais densa e parte é refletida, esta refletida sofre inversão de fase, pois a corda mais densa devido a sua maior inércia funcionar como uma extremidade fixa. Resposta E.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 20. Analisando as figuras mostradas na questão podemos verificar que: (1) a onda plana está contornando a fenda, um fenômeno característico da DIFRAÇÃO. (2) temos duas fendas que produzem duas ondas que es-tão se sobrepondo, um fenômeno característico da INTER-FERÊNCIA. (3) podemos observar nas frentes de onda que está ocor-rendo uma mudança no seu comprimento de onda o que caracteríza uma mudança também na sua velocidade, fe-nômeno característico da REFRAÇÃO. Portanto resposta letra B.

v = T

µ

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Prof. Giovane Irribarem de Mello giovane@if.ufrgs.brInstrução: As questões 21 e 22 estão relacionadas ao enunciado abaixo.

A nanotecnologia, tão presente nos nossos dias, dissemi-nou o uso do prefixo nano (n) junto a unidades de medida. Assim, comprimentos de onda da luz visível são, moderna-mente, expressos em namômetros (nm), sendo 1 nm = 1x 10-9 m.

(Considere a velocidade da luz no ar igual a 3x108 m/s.)

21. Um feixe de luz monocromática de comprimento de onda igual a 600 nm, propagando-se no ar, incide sobre um bloco de vidro, cujo índice de refração é 1,5. O compri-mento de onda e a frequência do feixe que se propaga dentro do vidro são, respectivamente,

(A) 400 nm e 5,0x1014 Hz. (B) 400 nm e 7,5x1014 Hz. (C) 600 nm e 5,0x1014 Hz. (D) 600 nm e 3,3x1014 Hz. (E) 900 nm e 3,3x1014 Hz.

22. Cerca de 60 fótons devem atingir a córnea para que o olho humano perceba um flash de luz, e aproximadamente metade deles são absorvidos ou refletidos pelo meio ocu-lar. Em média, apenas 5 dos fótons restantes são realmen-te absorvidos pelos fotorreceptores (bastonetes) na retina, sendo os responsáveis pela recepção luminosa. (Considere a constante de Plank h igual a 6,6x10-34 J.s.) Com base nessas informações, é correto afirmar que, em media, a energia absorvida pelos fotorreceptores quando luz verde com comprimento de onda igual a 500 nm atinge o olho humano é igual a

(A) 3,30x10-41 J. (B) 3,96x10-33 J. (C) 1,98x10-32 J. (D) 3,96x10-19 J. (E) 1,98x10-18 J.

23. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no fim do enunciado que segue, na ordem em que aparecem.

O olho humano é um sofisticado instrumento óptico. Todo o globo ocular equivale a um sistema de lentes capaz de focalizar, na retina, imagens de objetos localizados desde distâncias muito grandes até distâncias mínimas de cerca de 25 cm. O olho humano pode apresentar pequenos defeitos, como a miopia e a hipermetropia, que podem ser corrigidos com o uso de lentes externas. Quando raios de luz paralelos incidem sobre um olho míope, eles são focalizados antes da retina, enquanto a focalização ocorre após a retina, no caso de um olho hipermétrope. Portanto, o globo ocular humano equivale a um sistema de lentes …………. . As lentes corretivas para um olho míope e para um olho hipermétrope devem ser, respectivamente, …………. e ……………. .

(A) convergentes – divergente – divergente (B) convergentes – divergente – convergente (C) convergentes – convergente – divergente (D) divergentes – divergente – convergente (E) divergentes – convergente – divergente

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 21. Inicialmente vamos determinar a frequência.

!

Como o raio de luz muda de meio (refração) sua frequên-cia não é alterada. Já seu comprimento de onda e veloci-dade são alterados proporcionalmente. Agora vamos determinar a velocidade da luz no vidro para determinar seu comprimento de onda.

!

!

Resposta “A”.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 22. Para determinar a energia absorvida pelos 5 fótons, usa-mos a quantização da energia dada por Plank. Antes vamos determinar a frequência da luz.

!

E = n.h.f = 5.6,6x10-34.6x1014 = 1,98x10-18 J Resposta letra E.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 23. De acordo com o texto o olho humano possui um sistema sofisticado de lentes que funciona como uma lente conver-gente, pois as imagens são projetadas sobre a retina e só lentes convergentes podem projetar imagens reais de ob-jetos reais. Para o caso da miopia, como os raios de luz são focaliza-dos antes da retina, a lente que empurra este ponto para a retina deve ser a divergente. Já o caso para a hipermetropia, onde os raios de luz são focalizados atrás da retina, este ponto deve ser trazido sobre a retina e a lente que corrige este defeito é a con-vergente. Portanto resposta letra B.

v = λ.f → 3x108 = 600x10−9.f → f = 3x108

600x10−9 = 5x1014Hz

n = c

v→1,5 = 3x108

v→ v = 3x108

1,5= 2x108m / s

v = λ.f → 2x108 = λ.5x1014 → λ = 2x108

5x1014= 400nm

v = λ.f → 3x108 = 500x10−9.f → f = 3x108

500x10−9 = 6x1014Hz

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Prof. Giovane Irribarem de Mello giovane@if.ufrgs.br24. De acordo com a Teoria da Relatividade, quando obje-tos se movem através do espaço-tempo com velocidades da ordem da velocidade da luz, as medidas de espaço e tempo sofrem alterações. A expressão da contração espe-cial é dada por

L = Lo(1-v2/c2)1/2,

Onde v é a velocidade relativa entre o objeto observado e o observador, c é a velocidade de propagação da luz no vácuo, L é o comprimento medido para o objeto em mo-vimento, e Lo é o comprimento medido para o objeto em repouso.

A distância Sol-Terra para um observador fixo na Terra é Lo = 1,5x1011 m. Para um nêutron com velocidade v = 0,6 c, essa distância é de

(A) 1,2x1010 m. (B) 7,5x1010 m. (C) 1,0x1011 m. (D) 1,2x1011 m. (E) 1,5x1011 m.

25. Em 2011, Ano Internacional da Química, comemora-se o centenário do Prêmio Nobel de Química concedido a Marie Curie pela descoberta dos elementos radioativos Rádio (Ra) e Polônio (Po).

Os processos de desintegração do 224Ra em 220Rn e do 216Po em 212Pb são acompanhados, respectivamente, da emissão de radiação

(A) α e α. (B) α e β. (C) β e β. (D) β e γ. (E) γ e γ.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 24. Para determinar o novo comprimento basta aplicar a equa-ção da contração do comprimento para a velocidade forne-cida na questão.

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Portanto resposta letra D.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 25. Observando o processo radioativo de desintegração dos dois elementos, vemos que ambos tiveram suas massas reduzidas em 4 unidades, portanto cada um dos núcleos emitiu uma partícula alfa, pois esta é um núcleo de Hélio cuja massa vale 4. Resposta A.

L = Lo 1− v2

c2 = 1,5x1011 1− (0,6.c)2

c2 = 1,5x1011 1− 0,36.c2

c2

L = 1,5x1011 1− 0,36 = 1,5x1011 0,64 = 1,5x1011.0,8

L = 1,2x1011m

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