Professores: Demetrius Leão (Fís.1) e Diones Charles (Fís. 2) Ano

Professores: Demetrius Leão (Fís.1) e Diones Charles (Fís. 2)
Segmento: Ensino Médio
Disciplina: FÍSICA
Série: 3º ANO
Data:
Aluno(a):
Turma:
Ano Letivo: 2012
VALOR:
NOTA:
10,0 PONTOS
INSTRUÇÕES:
1. Preencha o cabeçalho e confira toda a avaliação.
2. As avaliações deverão ser feitas com caneta azul ou preta. Respostas a lápis não terão direito a revisão.
3. Não será permitido o uso de corretivo.
4. No caso de rasuras risque com um traço e, em seguida, escreva ou assinale na forma correta.
5. Caso seja constatada alguma irregularidade, comunique ao professor.
6. Não empreste e não solicite emprestado nenhum tipo de material.
7. Os cálculos devem ser mantidos na prova.
CONTEÚDOS: Física 1 (Questões de 1 a 4) –Noções da Teoria da Relatividade Restrita e da Teoria da Relatividade Geral.
Física 2 (Questões de 5 a 9) –
AVALIAÇÃO BIMESTRAL DE FÍSICA – 4º BIMESTRE
QUESTÃO 1
Valor: 1,0 ponto
Nota obtida nesta questão:
RELATIVIDADE DO COMPRIMENTO
EM REPOUSO
EM MOVIMENTO
Em uma espaçonave terrestre, cujo comprimento próprio é L’=40 m (ou seja, seu comprimento em repouso),
um astronauta decide fazer uma pausa em suas atividades no interior da nave para ir ao banheiro. Supondo que
a nave viaje com velocidade de 0,6c, (ou seja, 60% da velocidade da luz), calcule:
a) O comprimento L da nave para um observador na Terra, medido na direção do seu deslocamento.
b) o tempo da ida ao banheiro Δt do astronauta para os técnicos que estão no centro de controle da nave,
localizado na Agência Espacial Brasileira (AEB), sendo que o astronauta, no interior da nave, calcula que o
tempo que ele levou para fazer suas necessidades fisiológicas é de Δt’= 5 minutos.
QUESTÃO 2
Valor: 1,5 ponto
Nota obtida nesta questão:
PARADOXO DOS GÊMEOS
Você tem um irmão gêmeo.
Você sai para uma viagem intergaláctica a uma
grande velocidade.
Ao retornar, você está fisicamente mais jovem
que seu irmão gêmeo que ficou na Terra.
Conclusão: você viajou no tempo para o futuro.
Você têm um irmão gêmeo. Além disso, você é um renomado astronauta que parte para uma missão espacial
rumo à estrela Alpha Centauro, segunda estrela mais próxima da Terra, após o Sol. Seu irmão gêmeo é um
físico teórico e acompanha, da Terra, a sua missão. Sendo o tempo total de viajem, medido por você, no interior
na nave, de Δt’=12 anos, quantos anos se passaram para o seu irmão, que ficou na Terra? Qual será a sua idade
e a idade de seu irmão na data da sua chegada sendo que, no dia da sua partida, vocês tinham 25 anos? Admita
que a velocidade atingida por sua nave é de 0,8c.
QUESTÃO 3
Valor: 1,5 ponto
Nota obtida nesta questão:
ENERGIA RELATIVÍSTICA – De onde vem a energia do Sol?
O Sol é uma grande bola formada basicamente de hidrogênio. As grandes pressões
e temperaturas que o Sol abriga são capazes de comprimir os átomos de hidrogênio (que só
tem um próton no núcleo) em átomos de hélio (cujo núcleo contém dois prótons) de acordo
com a seguinte reação simplificada:
2H
→
3He
Hidrogênio
Hidrogênio
(Dêuteron)
é convertido em
Hélio
Massa:
1,672623x10-27
kg
Massa:
3,345422x10-27
kg
1H
+
Massa:
5,009624x10-27
kg
+
γ
Raio gama
(energia)
O que aconteceu
com parte da
massa?
Desapareceu?
Fazendo uma simples subtração, é possível perceber que a massa do hélio (3He), originado da reação de
fusão nuclear, é inferior à massa dos dois hidrogênios iniciais (1H e 2H). Os físicos do inicio do século passado
perceberam que a massa que “desapareceu” atende à equação E=m.c2, proposta pela Teoria da Relatividade, de
Albert Einstein. Na prática, a parte da massa desaparecida é convertida em energia, que mantém o Sol “vivo”.
Baseado no que foi apresentado, e sabendo que c = 3.108 m/s, responda:
a) Qual o valor, em kg, da massa desaparecida na reação?
b) Qual a energia gerada, em joules, em uma reação de fusão nuclear, conforme a reação descrita no texto?
c) Suponha que, no Sol, ocorram em torno de 1056 reações de fusão nuclear por segundo. Nessa situação,
quanto de energia, em joules, o Sol emite a cada segundo?
QUESTÃO 4
Valor: 1,0 ponto
Nota obtida nesta questão:
Observe a tirinha ao lado. Ela apresenta uma
conversa informal entre Albert Einstein e
Deus, na concepção do autor da historinha. Ela
trata de ideias da Teoria da Relatividade Geral
(TRG). Nela, a gravidade é explicada de modo
diferente da maneira como Newton propôs
(Newton afirmava que matéria atraia matéria).
Aproveitando as ideias abordadas na
historinha, explique, de modo sucinto, com
suas palavras, o que é a gravidade e como ela
mantém os planetas em órbita em torno do Sol,
de acordo com a TRG.
QUESTÃO 5
Valor: 1,0 ponto
Nota obtida nesta questão:
5.1) Descreva os movimentos das quatro partículas eletrizadas, A, B, C e D, que são lançadas num campo
magnético uniforme, conforme indica a figura.
5.2) (Feevale-RS) A figura mostra um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano da página, com
sentido entrando na página. A direção e o sentido da força magnética que atua na carga q, positiva, que se

movimenta com velocidade v em relação ao campo, serão:
a)
b)
c)
d)
e)

B
QUESTÃO 6
paralelo ao plano da página, para baixo.
paralelo ao plano da página, para cima.
paralelo ao plano da página, para a esquerda.
paralelo ao plano da página, para a direita.
perpendicular ao plano da página, para dentro.
Valor: 1,0 ponto
5
Nota obtida nesta questão:
5
Uma partícula de massa m  1,0 10 kg e carga q  2,0 10 C penetra, com velocidade v  10 m/s, num
campo magnético uniforme de indução B  5,0 T. Calcule o raio da trajetória.
QUESTÃO 7
Valor: 1,0 ponto
Nota obtida nesta questão:
Um condutor de comprimento 200 cm é percorrido por uma corrente elétrica i de intensidade 10 A. Esse
condutor está situado num campo magnético uniforme de intensidade B  0,05 T conforme a figura abaixo.
Qual a direção, o sentido e a intensidade da força magnética que atua no condutor?
QUESTÃO 8
Valor: 1,0 ponto
(UE-PB) O magnetismo e a eletricidade eram fenômenos já bem
conhecidos, quando, em 1820, Hans Christian Oersted (1777-1851)
observou que uma agulha magnética era desviada quando uma corrente
elétrica passava por um fio próximo. A partir daí, eletricidade e
magnetismo passaram a ser conhecidos como fenômenos de uma mesma
origem. A figura ao lado representa um fio percorrido por uma corrente
de grande intensidade, situada acima de uma agulha magnética.
A partir dessas informações, é correto afirmar que:
Nota obtida nesta questão:
a) a figura é coerente, pois a agulha magnética tende a ser orientar na mesma direção do fio no qual passa
a corrente elétrica.
b) a figura não é coerente, pois uma agulha magnética tende a ser orientar segundo um ângulo de 45º, em
relação ao fio no qual passa a corrente.
c) a figura não é coerente, pois uma agulha magnética tende a se orientar perpendicularmente ao fio no
qual passa a corrente.
d) a figura é coerente, pois a orientação da agulha magnética e a da corrente que percorre o fio são iguais,
e o polo sul da agulha aponta para a esquerda.
e) a figura não é coerente, pois a orientação da agulha magnética e a da corrente que percorre o fio são
iguais, porém o polo sul da agulha deveria estar apontado para a direita.
QUESTÃO 9
Valor: 1,0 ponto
Nota obtida nesta questão:
(Exercício nº 275, extraído do seu livro de Física, página 540) Um fio reto e muito comprido está gerando um
campo magnético em seu entorno. A intensidade da corrente elétrica que o percorre e i  12 A. Determine a
intensidade do campo em um ponto P situado a 2,0 cm de distância do fio. É dada a permeabilidade magnética
no vácuo  0  4 10 7 T  m A .
RELAÇÕES ÚTEIS:
• Relatividade do Comprimento: L  L '. 1 
• Relatividade do Tempo: t 
v2
c2
t '
1
v2
c2
• Energia Relativística: E  m.c 2
•   vetor “entrando” no plano do papel
•
 vetor “saindo” do plano do papel
• F  q  v  B  sen  Força magnética
mv
 Raio da trajetória
q B
2   R
 Período do movimento
•T
v
• F  B  i  L  sen  Força magnética sobre um condutor
 i
• B  0  Intensidade do campo magnético do fio retilíneo
2  d
• R
“Nunca deixe que lhe digam/ Que não vale a pena acreditar no
sonho que se tem/ Ou que seus planos nunca vão dar certo/ Ou que
você nunca vai ser alguém/ (...) Quem acredita sempre alcança”.
Renato Russo
Boa prova!!