UFRGS 2011resolvida

UFRGS 2011
RESOLUÇÃO DA PROVA DE FÍSICA
Prof. Giovane Irribarem de Mello
Prof. Giovane Irribarem de Mello
Instrução: 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.)
[email protected]
RESOLUÇÃO DAS QUESTÃO 1.
De acordo com o enunciado temos as seguintes informações:
vf =0; g = -10 m/s2; h = 7,2 m.
Temos que encontrar o valor da velocidade inicial vo.
v + vf
v
! vm = o
→ v m = o → v o = 2v m
2
2
Temos então que determinar o valor da vel. média.
Δh
7,2
! vm =
→ vm =
Δt
Δt
Ainda falta determinar o tempo de subida.
0 − vo
−v o v o
Δv
!g =
→ −10 =
→ Δt =
=
Δt
Δt
−10 10
Agora podemos determinar a vel. média e depois a vel. inicial.
1. Qual é o módulo da velocidade com que o objeto foi lançado?
(A) 144 m/s
(D) 12 m/s
(B) 72 m/s
(E) 1,2 m/s
(C) 14,4 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 aceleração tem o mesmo sentido.
(A) Apenas I.
(C) Apenas I e II.
(E) Apenas II e III.
vm =
10
(B) Apenas II.
(D) Apenas I e III.
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?
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vo
=
72
vo
vo = 2
72
→ v o2 = 144 → v o = 12m / s
vo
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 baixo.
II – Errada, pois no ponto mais alto apenas a velocidade é
nula, já a aceleração da gravidade continua sendo diferente de zero.
III – Correta, pois na descida o vetor velocidade está voltado para baixo juntamente com o da aceleração da gravidade.
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 superfície da Terra, com isso ele leva 24 h para completar uma
volta.
II - Correta, pois o trabalho depende do ângulo entre a força e o deslocamento e neste caso a força feita pela Terra
aponta para o centro enquanto o deslocamento é na direção de movimento do satélite, sendo este 90o e com isto
temos: W = F.d.cos 900 = 0J.
III - Correta, pois sendo um movimento circular temos:
2.π.R 2.π.42000
!v =
=
= 3500πkm / h
T
24
Resposta letra E.
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.
(A) Apenas I.
(C) Apenas I e III.
(E) I, II e III.
7,2
(B) Apenas II.
(D) Apenas II e III.
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4. Um cubo maciço e homogêneo, cuja a massa é de 1,0
kg, está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o cubo e a superfície 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.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 4.
Para sabermos o gráfico devemos antes determinar a força 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 acordo 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.
! a3 = k.T2
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.
! 53 = 1.T2 → T = 53 ≅ 11 anos
Resposta letra B.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 6.
Analisando o movimento do objeto vemos que se a energia 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.
!
!
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.
(D) 110 anos.
(B) 11 anos.
(E) 125 anos.
(C) 25 anos.
6. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas 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 mecânica do objeto nos pontos A e B assume, respectivamente, os valores EA e EB, sendo EB < EA. Nesta situação,
existem forças .............. atuando sobre o objeto, e a diferença 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
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7. O resgate de trabalhadores presos em uma mina subterrânea 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 aproximadamente igual a 200 kW puxava a cápsula de 250 kg
contendo um mineiro de cada vez.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 7.
Para determinar a potência do motor é importante observar 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:
!P = W
Δt
F.d.cos θ P.d.cos θ m.g.d.cos θ 320.9,8.600.cos 0o
=
=
=
= 3.136W
Δt
Δt
Δt
600
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 cinética, 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 Stevin.
II - Correta, pois este é o Princípio de Pascal.
III - Correta, e refere-se a Lei de Arquimedes.
Resposta letra E.
!
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 percurso e suponha que a aceleração da gravidade local é
9,8 m/s2.
Não se computando a potência necessária para compensar as perdas por atrito, a potência efetivamente fornecida
pelo motor para içar a cápsula foi de
(A) 686 W.
(C) 3.136 W.
(E) 41.160 W.
=
(B) 2.450 W.
(D) 18.816 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 permanecem 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.
(D) Apenas I e III
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(B) Apenas II.
(E) I, II e III.
(C) Apenas III.
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10. Uma mesma quantidade de calor Q é fornecida a massas 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, respectivamente, variações de temperatura ΔT1 e ΔT2, tais que ΔT1 é
igual a
(A) ΔT2/5.
(D) 5ΔT2/2.
(B) 2ΔT2/5.
(E) 5ΔT2.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 10.
De acordo com o enunciado os dois líquidos receberam a
mesma quantidade de calor e a partir desta condição podemos 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 alguns cuidados, como por exemplo a temperatura deve estar em Kelvin antes de usar a equação de estado do gás.
T1 = 27oC = 300 K e T2 = -63oC = 210K
(C) ΔT2.
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.
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 triângulos equiláteros.
b.h 0,4.4.105
! A1 =
=
= 0,8x105 J
2
2
Como as duas áreas são iguais então a área total é o dobro da primeira. A = 2.A1 = 1,6.105 J.
Resposta B.
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.
(D) 1.428,6 m3.
(B) 46,7 m3.
(E) 2.333,3 m3.
3
p1.V1 p 2 .V2
1x105.50 5x10 .V2
1x10 2.5.21
=
→
=
→ V2 =
= 700 m3
T1
T2
300
210
3.5
!
(C) 700,0 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 transformações é igual a
(A) 0.
(D) 3,2x105 J.
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(B) 1,6x105 J.
(E) 4,8x105 J.
(C) 2,0x105 J.
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13. Uma amostra de uma substância encontra-se, inicialmente, no estado sólido na temperatura To. 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.
[email protected]
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 (vaporização).
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 mudança de estado (vaporização) onde a amostra está passando do estado líquido para o gasoso, e portanto, os estados 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,
temos uma eletrização por contato. Então para determinar
a carga após este processo temos:
Q + QB + QC Q + 0 + 0 Q
! Qf = A
=
=
3
3
3
Então a cargas das três esferas é Q/3.
E como a carga das três é a mesma elas tendem a se
repelir mutuamente.
Para determinar a força aplicamos a Lei de Coulomb.
Q Q
Q2
QA QB
.
Q2
3 3
!F = k
= k o 2 = k o 92 = k o 2
2
d
d
d
9d
Resposta letra A.
!
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.
(D) Apenas I e II.
(B) Apenas II.
(E) I, II e III.
(C) Apenas 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 montadas em suportes isolantes. A esfera A está positivamente 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 representado na figura.
!
Depois de assim permanecerem por alguns instantes,
as três esferas são simultaneamente separadas. Considerando-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 eletrostática entre as esferas é …………… e de intensidade igual a …………….. .
(A) repulsiva
(B) atrativa
(C) repulsiva
(D) atrativa
(E) repulsiva
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–
–
–
–
–
koQ2/(9d2)
koQ2/(9d2)
koQ2/(6d2)
koQ2/(4d2)
koQ2/(4d2)
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15. Considere uma casca condutora esférica eletricamente
carregada e em equilíbrio eletrostático. A respeito dessa
casca, são feitas as seguintes afirmações.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 15.
Analisando as afirmações temos:
I - Correta, pois uma esfera produz superfícies equipotenciais 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 homogênea não produz campo elétrico no seu interior (gaiola de
Faraday).
Resposta E.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 16.
Se verificarmos qual circuito tem a maior resistência equivalente 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:
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.
(C) Apenas I e III.
(E) I, II e III.
(B) Apenas II.
(D) Apenas II e III.
16. Considere o circuito abaixo.
!
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.
!
Neste circuito, todos os resistores são idênticos, e C1 e C2
são dois interruptores que podem estar abertos ou fechados, de acordo com os esquemas numerados a seguir.
!
A resistência equivalente do circuito fica Req = 3R
3 - Neste temos o circuito seguinte:
!
Assinale a alternativa que apresenta corretamente os ordenamento dos esquemas de ligação, em ordem crescente da corrente elétrica que passa no resistor R4.
(A) (4) – (2) – (3) – (1)
(C) (2) – (4) – (3) – (1)
(E) (3) – (2) – (1) – (4)
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2
(B) (1) – (3) – (2) – (4)
(D) (2) – (3) – (4) – (1)
!
!
Os resistores R1 e R2 estão em série resultando em 2R.
Logo podemos fazer o paralelo desses dois R e 2R, resultando em 2R/3 que ficará em série com R4 dando uma resistência 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, também não participa.
!7
!
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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[email protected]
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
corrente e consequentemente maior o campo magnético
gerado 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, correntes elétricas produzem campos magnéticos, então uma
corrente induzida em B deve produzir um campo magnético.
III - Errada, pois a corrente de acordo com a primeira Lei
de Ohm é inversamente proporcional à resistência elétrica
do circuito.
Resposta letra D.
17. 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, perpendicularmente, 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 eletromotriz (f.e.m.) induzida aparece na espira do circuito B, gerando uma corrente elétrica que é medida pelo galvanômetro 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.
(C) Apenas III.
(E) I, II e III.
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(B) Apenas II.
(D) Apenas I e II.
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19. Uma corda é composta de dois segmentos de densidades de massa bem distintas. Um pulso é criado no segmento de menor densidade e se propaga em direção à
junção entre os segmentos, conforme representa a figura
abaixo.
[email protected]
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 amplitute.
A velocidade de uma onda está relacionada com dois fatores:
T
µ
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 estão se sobrepondo, um fenômeno característico da INTERFERÊNCIA.
(3) podemos observar nas frentes de onda que está ocorrendo uma mudança no seu comprimento de onda o que
caracteríza uma mudança também na sua velocidade, fenômeno característico da REFRAÇÃO.
Portanto resposta letra B.
!v =
!
Assinale, entre as alternativas, aquela que melhor representa 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
(B) difração
(C) interferência(D) difração
(E) interferência-
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interferência
interferência
difração
refração
refração
-
difração.
refração.
refração.
interferência.
difração.
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Instrução: As questões 21 e 22 estão relacionadas ao
enunciado abaixo.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 21.
Inicialmente vamos determinar a frequência.
A nanotecnologia, tão presente nos nossos dias, disseminou o uso do prefixo nano (n) junto a unidades de medida.
Assim, comprimentos de onda da luz visível são, modernamente, expressos em namômetros (nm), sendo 1 nm = 1x
10-9 m.
! v = λ.f → 3x108 = 600x10 −9.f → f =
(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 comprimento 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.
! v = λ.f → 2x108 = λ.5x1014 → λ =
2x108
= 400nm
5x1014
Resposta “A”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 22.
Para determinar a energia absorvida pelos 5 fótons, usamos a quantização da energia dada por Plank.
Antes vamos determinar a frequência da luz.
3x108
= 6x1014 Hz
500x10 −9
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 convergente, pois as imagens são projetadas sobre a retina e só
lentes convergentes podem projetar imagens reais de objetos reais.
Para o caso da miopia, como os raios de luz são focalizados 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 convergente.
Portanto resposta letra B.
! v = λ.f → 3x108 = 500x10 −9.f → f =
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 ocular. Em média, apenas 5 dos fótons restantes são realmente 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.
(C) 1,98x10-32 J.
(E) 1,98x10-18 J.
3x108
= 5x1014 Hz
−9
600x10
Como o raio de luz muda de meio (refração) sua frequência não é alterada. Já seu comprimento de onda e velocidade são alterados proporcionalmente.
Agora vamos determinar a velocidade da luz no vidro para
determinar seu comprimento de onda.
c
3x108
3x108
! n = → 1,5 =
→v=
= 2x108 m / s
v
v
1,5
(B) 3,96x10-33 J.
(D) 3,96x10-19 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
UFRGS 2011
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FÍSICA
Prof. Giovane Irribarem de Mello
24. De acordo com a Teoria da Relatividade, quando
objetos 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 especial é dada por
L = Lo(1-v2/c2)1/2,
A distância Sol-Terra para um observador fixo na Terra é Lo
= 1,5x1011 m. Para um neutron com velocidade v = 0,6 c,
essa distância é de
(B) 7,5x1010 m.
(E) 1,5x1011 m.
L = Lo 1−
v2
c2
2
= 1,5x1011 1− (0,6.c)
= 1,5x1011 1− 0,36.c
c2
c2
2
! L = 1,5x1011 1− 0,36 = 1,5x1011 0,64 = 1,5x1011.0,8
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
movimento, e Lo é o comprimento medido para o objeto
em repouso.
(A) 1,2x1010 m.
(D) 1,2x1011 m.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 24.
Para determinar o novo comprimento basta aplicar a equação da contração do comprimento para a velocidade fornecida na questão.
L = 1,2x1011m
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.
(C) 1,0x1011 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.
(D) β e γ.
UFRGS 2011
(B) α e β.
(E) γ e γ.
(C) β e β.
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FÍSICA