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UFRGS 2009

RESOLUÇÃO DA PROVA DE FÍSICA Prof. Giovane Irribarem de Mello

1. A seqüência de pontos na figura abaixo marca as posições, em intervalos de 1 segundo, de um corredor de 100 metros rasos, desde a largada até após a chegada.

Assinale o gráfico que melhor representa a evolução da velocidade instantânea do corredor.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 1: Nas figura, é possível obervar que nos primeiros 4 segundos os pontos tem entre si distâncias diferentes e que são cada vez maiores, indicando que o corredor acelera, então a velocidade está crescendo nesse in-tervalo de tempo, então o início do gráfico deve ter uma velocidade crescente, no intervalo de 4 a 7 segun-dos ele se desloca com velocidade constante pois os espaços entre os pontos são iguais, com isso o gráfico fica uma reta paralela ao eixo do tempo, e no intervalo de 7 a 11 segundos as distâncias entre os pontos se reduz e consequentemente a velocidade se reduz. Resposta letra C.

Prof. Giovane Irribarem de Mello [email protected]

UFRGS 2009 FÍSICA 3

2. Uma roda de bicicleta de raio 50,0 cm roda sobre uma superfície horizontal, sem deslizar, com velocidade angular constante de 2π rad/s. Em 1,0 s, o ponto central da roda percorre uma distância de (A) π/2 m. (B) π m. (C) 2π m. (D) 1,0 m. (E) 2,0 m. 3. Você sobe uma escada e, a meio caminho do topo, de uma altura y, você deixa cair uma pedra. Ao atingir o topo da escada, de uma altura 2y, você solta uma outra pedra. Sendo V1 e V2 os módulos das velocidades de impacto no solo da primeira pedra e da segunda pedra, respectivamente, a razão V1 / V2 vale (A) 1/2. (B) 1/ 2 . (C) 1 . (D) 2 . (E) 2. 4. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Dois pêndulos simples, A e B, oscilam com pequenas amplitudes em movimentos harmônicos com freqüências iguais, após ser dado o mesmo impulso inicial a ambos. Se a amplitude da oscilação do pêndulo A é igual ao dobro da amplitude da oscilação do pêndulo B, podemos afirmar que os comprimentos dos pêndulos, LA e LB, respectivamente, são tais que ........, e que as massas presas a suas extremidades, mA e mB, respectivamente, são tais que ........ . (A) LA = LB – mA < mB (B) LA = 2LB – mA < mB (C) LA = LB – mA = mB (D) LA = 2LB – mA > mB (E) LA = LB/2 – mA > mB 5. Na modalidade esportiva de salto com vara, o atleta salta e apóia-se na vara para ultrapassar o sarrafo. Mesmo assim, é uma excelente aproximação considerar que a impulsão do atleta para ultrapassar o sarrafo resulta apenas da energia cinética adquirida na corrida, que é totalmente armazenada na forma de energia potencial de deformação da vara. Na situação ideal - em que a massa da vara é desprezível e a energia potencial da deformação da vara é toda convertida em energia potencial gravitacional do atleta -, qual é o valor aproximado do deslocamento vertical do centro de massa do atleta, durante o salto, se a velocidade da corrida é de 10 m/s? (A) 0,5 m. (B) 5,0 m. (C) 6,2 m. (D) 7,1 m. (E) 10,0 m.

RESOLUÇÃO DAS QUESTÃO 2. Para determinar a distância temos que encontrar primeiro a velocidade linear, que representa a velocidade no ponto central da roda. v = R.ω = 0,5.2.π = π m/s Como a distância é: d = v.t = π.1 = π m Resposta B. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 3. Para resolver este problema, vamos partir da razão solici-tada no problema. Na resolução é necessário apenas estas relações: v = 2vm; vm = Δd/Δt; g = Δv/Δt

v1v2

=/ 2 vm1/ 2 vm2

=/ / / y t1

2 / y t 2

=1t1

2t 2

=1t1

x t22

=

v 2

g

2 v1

g

=v1

2

v22

=12

→v1v2

=12

Portanto resposta letra B. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 4. Primeira lacuna: Se as frequências são iguais os períodos também são iguais, pois f = 1/T e como o período de um

pêndulo é definido T = 2π

Lg

, consequentemente se o

períodos são iguais os comprimentos são iguais, LA = LB. Segunda lacuna: Como a amplitude de A é maior do que a B e ambos receberam o mesmo impulso (I = F.t), portanto o corpo mais massivo exige uma força maior (FR = m.a), pois a força é proporcional à massa e consequentemente o corpo mais massivo terá uma amplitude menor. Resposta letra A. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 5. Nesta situação a energia mecânica se conserva e com isso a energia cinética do atleta na corrida é igual a energia potencial gravitacional no deslocamento máximo vertical. Vamos considerar que no solo (nível 1 de altura) a altura é zero e no ponto de deslocamento vertical máximo (nível 2 de altura) a altura que está sendo solicitada no problema. EM1 = EM2 ⇒ No ponto 1 só temos energia cinética e no ponto 2 apenas energia potencial gravitacional. EC = EP ⇒ m.g.h = 0,5.m.v2 ⇒ h = 0,5.102/10 = 5m Resposta B.



6. Na figura abaixo, estão representados, em corte lateral, três recipientes de base circular que foram preenchidos com o mesmo líquido até uma altura h. As superfícies do líquido em cada recipiente estão submetidas à pressão atmosférica pa.

Na figura, P1, P2 e P3 indicam os valores da pressão no fundo dos recipientes. Nessa situação, pode-se afirmar que (A) p1 > p2 > p3. (B) p1 = p2 > p3. (C) p1 = p2 = p3. (D) p1 = p2 < p3. (E) p1 < p2 < p3. 7. Um bloco, movendo-se com velocidade constante V0, colide frontalmente com um conjunto de dois blocos que estão em contato e em repouso (V = 0) sobre uma superfície plana sem atrito, conforme indicado na figura abaixo.

Considerando que as massas dos três blocos são iguais e que a colisão é elástica, assinale a figura que representa o movimento dos blocos após a colisão.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 6. Como a pressão no fundo do recipiente dependa apenas da altura da coluna de líquido, e como todos os recipientes tem a mesma altura de líquido, então a pressão é igual pa-ra todos. Resposta letra C. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 7. O sistema da figura é isolado e portanto a quantidade de movimento dele se conserva. Porém isto não sera sufi-ciente para resolve-la, é necessário saber que emu ma co-lisão elástica a energia cinética do sistema também deve ser conservada. Aplicando a Lei de Conservação temos: Na letra A: QA = QD m.V0 + 2.m.0 = 2.m.0 + m.V0 ⇒ m.V0 = m.V0 Agora verificamos se a energia cinética se conserva.

ECA = ECD ⇒ m.V0

2

2+

2m.02

2=

2m.02

2+

m.V02

2⇒

m.V02

2=

m.V02

2

Portanto a letra A representa o movimento corretamente dos blocos após a colisão. Resposta Letra A. Na letra B: m.V0 + 2.m.0 = m.0 + 2.m.1/2V0 ⇒ m.V0 = m.V0 Agora verificamos se a energia cinética se conserva. ECA = ECD

m.V0

2

2+

2m.02

2=

m.02

2+

2m. 12

V0( )22

⇒m.V0

2

2≠

m.V02

4

A energia cinética não se conserva, portanto alternativa errada. Na letra C: m.V0 + 2.m.0 = 3.m.1/3V0 ⇒ m.V0 = m.V0 Agora verificamos se a energia cinética se conserva. ECA = ECD

m.V0

2

2+

2m.02

2=

3m. 13

V0( )22

⇒m.V0

2

2≠

m.V02

6

A energia cinética não se conserva, portanto alternativa errada. Na letra D: m.V0 + 2.m.0 = m.(-V0) + 2.m.0 ⇒ m.V0 ≠ -m.V0 Como a quantidade de movimento não se conservou, por-tanto alternativa errada. Na letra E: m.V0 + 2.m.0 = 2.m.1/3.V0 + m.2/3V0 ⇒ m.V0 ≠ 4/3.m.V0 Como a quantidade de movimento não se conservou, por-tanto alternativa errada.



8. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem.

Uma amostra de gás ideal é submetida a transformações termodinâmicas representadas nas figuras I e II abaixo, onde T, V e P designam, respectivamente, as variáveis de estado temperatura, volume e pressão da amostra.

Pode-se afirmar que o segmento orientado if no diagra-ma T x V (Figura I) corresponde a uma transformação ........ e que o segmento orientado if no diagrama T x P (Figura II) corresponde a uma transformação ........ . (A) isocórica - isotérmica (B) isocórica - isobárica (C) isotérmica - isobárica (D) isotérmica - isocórica (E) isobárica - isotérmica

9. No momento em que um automóvel entra em uma rodovia, a temperatura do ar nos pneus é Ti = 20ºC. Após percorrer alguns quilômetros de estrada, a temperatura do ar nos pneus atinge Tf = 40ºC.

Considerando-se que o ar dentro dos pneus se comporta como um gás ideal e que o volume de cada pneu permanece inalterado, o valor que melhor se aproxima da razão, Pf / Pi, entre a pressão de ar final e a pressão de ar inicial de cada pneu é (A) 0,50. (B) 0,94. (C) 1,00. (D) 1,07. (E) 2,00.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 8. Respondendo as lacunas da questão temos: Primeira lacuna: como o volume não muda, a transforma-ção é chamada de ISOCÓRICA. Segunda lacuna: como a temperatura não muda, a trans-formação é chamada de ISOTÉRMICA. Resposta: A. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 9. O primeiro cuidado na resolução deste problema é a conversão da temperatura em Celsius para Kelvin, pois a temperatura deve estar no sistema internacional de unidades. Para converter em Kelvin basta aplicar a formula:

TK = TC + 273 Portanto os dois valores de temperatura inicial e final fi-cam: TK = TC + 273 = 20 + 273 = 293K = Ti TK = TC + 273 = 40 + 273 = 313K = Tf Agora para encontrar a razão usamos a equação dos estados do gás ideal:

p1.V1T1

=p2.V2

T2=

pi. / V 293

=pf. / V 313

=pfpi

=313293

= 1,07 Resposta D.



10. De maneira geral, pode-se afirmar que corpos sólidos dilatam-se ao serem aquecidos. Para fins práticos, e dependendo da forma do corpo, muitas vezes o estudo da dilatação pode restringir-se à avaliação da dilatação linear do corpo. Assim, uma barra de determinado metal, com comprimento L0 à temperatura ambiente, sofre uma variação ∆L no seu comprimento quando submetida a uma variação de temperatura ∆T. O gráfico abaixo mostra o comportamento da razão ∆L / L0 para essa barra, em função da variação de temperatura ∆T.

Quando um disco do mesmo metal, de área A0 à temperatura ambiente, é submetido a uma variação de temperatura ∆T, sua área sofre uma variação ∆A. Assinale o gráfico que melhor representa o comportamento da razão ∆A / A0 desse disco, em função da variação da temperatura ∆T.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 10. No gráfico mostrado inicialmente, a medida da inclinação da reta é o coeficiente de dilatação linear. No caso para um disco como é mencionado a área, a dilatação é a superficial e neste caso o coeficiente de dilatação superficial é o dobro do linear, com isto, devemos ter um gráfico que também é uma reta (pois ambas as equações são de primeiro grau), mas cuja inclinação é o dobro do gráfico mostrado inicialmente.

No gráfico da questão temos: α =

ΔLL 0

ΔT=

1x10−4

40= 2,5x10−6 oC−1

Na letra A ao calcularmos o coeficiente temos: β =

ΔAA0

ΔT=

3x10−4

60= 5x10−6 oC−1

Portanto resposta letra A.



11. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que apare-cem. Em um forno de microondas, são colocados 250 ml de água à temperatura de 20°C. Após 2 minutos, a água atin-ge a temperatura de 100°C. A energia necessária para es-sa elevação de temperatura da água é ........ . Conside-rando-se que a potência de energia elétrica consumida pe-lo forno é de 1400 W, a eficiência atingida no processo de aquecimento da água é de ........ . (Dados: o calor específico da água é 4,2 kJ/kg.ºC, e a den-sidade da água é 1,0 kg/l.) (A) 3,36 kJ – 10% (B) 3,36 kJ – 12% (C) 8,4 kJ – 5% (D) 84,0 kJ – 3% (E) 84,0 kJ – 50% Instrução: As questões 12 e 13 referem-se ao enunciado abaixo. Duas pequenas esferas metálicas iguais, X e Y, fixadas sobre bases isolantes, estão eletricamente carregadas com cargas elétricas 6 C e -2 C, respectivamente. Quando separadas por uma distância d uma da outra, as esferas estão sujeitas a forças de atração coulombiana de módulo F1. As duas esferas são deslocadas pelas bases até serem colocadas em contato. A seguir, elas são novamente movidas pelas bases até retornarem à mesma distância d uma da outra. 12. Após o contato e posterior separação, as esferas X e Y ficaram eletrizadas, respectivamente, com cargas elétricas (A) 2 C e - 2 C. (B) 2 C e 2 C. (C) 3 C e - 1 C. (D) 4 C e - 4 C. (E) 4 C e 4 C. 13. Se, após o contato e posterior separação das esferas, F2 é o módulo da força coulombiana entre X e Y, pode-se afirmar corretamente que o quociente F1 / F2 vale (A) 1/3. (B) 3/4. (C) 4/3. (D) 3. (E) 4.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 11. Na primeira lacuna, como não ocorre mudança de estado usamos apenas a equação: Q = m.c.ΔT = 0,25.4,2.80 = 84kJ Já a segunda lacuna, utilizando a potência integral, aque-ceria a água em:

Δt =

QP

=840001400

= 60s = 1min

Como o processo ocorreu em 2min, então o rendimento é de 50%. Resposta E”. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 12. Como o processo envolvendo as duas esferas é a eletrização por contato, para determinar a quantidade de carga em cada esfera metálica basta fazer a média entre as cargas iniciais.

Q1 + Q2

2=

6 − 22

= 2C

Resposta B”. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 13. Para determinar a razão das forças elétricas entre as car-gas, basta aplicar a Lei de Coulomb na situação inicicial (1) e na situação final (2), que é exatamente o valor das cargas na questão anterior. Lembre-se de que a distância na primeira quanto na segunda situação são iguais!!

F1

F2=

kQiX . QiY

d2

kQfX . QfY

d2

=

6. 2

d2

2. 2

d2

=124

= 3

Resposta D.



14. Uma casca esférica condutora de raio R, isolada, está eletricamente carregada com carga elétrica de módulo Q. Considere as afirmações abaixo, sobre o módulo E do campo elétrico gerado por essa casca esférica para pon-tos situados a diferentes distâncias d do centro da casca. (k = constante da lei de Coulomb) I - E = 0 para pontos situados no interior da casca esféri-ca, isto é, para pontos tais que d < R. II - E = k.Q/R2 para pontos situados sobre a superfície, isto é, para pontos tais que d = R. III - E = k.Q/d2 para pontos externos, isto é, para pontos tais que d > R. Quais estão corretas? (A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas I e II. (D) Apenas II e III. (E) I, II e III. 15. Um LDR (Light Dependent Resistor) é um dispositivo elétrico cuja resistência elétrica varia com a intensidade da luz que incide sobre ele. No circuito esquematizado abaixo, estão representados uma fonte ideal de tensão elétrica contínua (ε), um resistor com resistência elétrica constante (R) e um LDR. Nesse LDR, a resistência elétrica é função da intensidade lumino-sa, diminuindo quando a intensidade da luz aumenta. Numa determinada condição de iluminação, o circuito é percorrido por uma corrente elétrica i.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacu-nas do texto abaixo, na ordem em que aparecem. Se a intensidade da luz incidente sobre o LDR aumenta, a corrente elétrica no circuito ........, e a diferença de poten-cial no resistor R ........ . (A) diminui – diminui (B) diminui – não se altera (C) não se altera – aumenta (D) aumenta – diminui (E) aumenta – aumenta

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 14. Analisando as afirmações podemos concluir que: A I está correta, pois em uma casca esférica metálica car-regada na sua superfície não produz campo no seu interior efeito também conhecido como blindagem eletrostática. A II é impossível de ser respondida de acordo com o ga-barito da questão!!! A III está correta, pois os pontos externos que neces-sáriamente não precisam estar sobre a superfície também obedecem a mesma relação mostrada na afirmação. Resposta letra “E”. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 15. Respondendo as lacunas da questão temos: Primeira lacuna: A corrente AUMENTA, pois como aumen-ta a intensidade luminosa, a resistência do LDR também diminui, e como o circuito é SÉRIE a resistência equiva-lente é dada pela soma da resistência R mais a do LDR que se reduz. Segunda lacuna: A diferença de potencial AUMENTA so-bre o resistor R, pois em um circuito SÉRIE a soma do po-tencial sobe o resistor mais o potencial sobre o LDR dá o potencial da fonte ideal do circuito, com isso se o potencial é proporcional a resistência (U = R.i), como a resistência do LDR se reduz a d.d.p. sobre ela também, então a d.d.p. no resistor cresce para manter a soma inalterada. Resposta “E”.



16. Na figura abaixo, f representa um fio condutor, fino, re-to e comprido, perpendicular ao plano da página, percor-rido por uma corrente elétrica. O símbolo ⊗ no centro do fio indica que o sentido da corrente elétrica é tal que ela entra no plano dessa página. Os pontos P e Q estão, res-pectivamente, a 20 cm e a 10 cm do fio, conforme indicado na figura.

Qual dos diagramas abaixo melhor representa os campos magnéticos nos pontos P e Q, respectivamente?

17. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que apare-cem. Em um certo transformador ideal alimentado por uma fonte de tensão elétrica de 12 V, o número de espiras no enro-lamento secundário é o dobro do número de espiras exis-tentes no enrolamento primário. Nesse caso, a voltagem no enrolamento secundário será ........ se a fonte for con-tínua e será ........ se a fonte for alternada. (A) 0 V – 6 V (B) 0 V – 24 V (C) 12 V – 6 V (D) 12 V – 24 V (E) 24 V – 24 V 18. Considere as seguintes afirmações sobre o efeito Doppler. I - Ele é observado somente em ondas acústicas. II - Ele corresponde a uma alteração da velocidade de propagação da onda em um meio. III - Ele pode ser observado tanto em ondas transversais quanto em ondas longitudinais. Quais estão corretas? (A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas III. (D) Apenas II e III. (E) I, II e III.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 16. Usando a regra da mão direita, o campo magnético no ponto P aponta para cima da página e o campo no ponto Q aponta para baixo. Como o ponto P está o dobro da distância ao fio em relação ao ponto Q, o campo no ponto P terá metade da intensidade do ponto Q devido à relação entre a corrente e a intensidade do compo magnético serem inversamente proporcionais.

B = μo

i2.π.d

Note que a intensidade do campo pode ser obervada pelo tamanho do vetor na figura. Resposta letra “D”. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 17. Primeira lacuna é 0V, pois transformadores para funciona-rem devem ter uma corrente variável no primário para que ocorra a indução de uma diferença de potencial no secun-dário. Portanto, não funcionam com correntes contínuas. Segunda lacuna: Sendo a fonte de alimentação alternada, a tensão no secundário pode ser determinada pela rela-ção:

NPNS

=UPUS

→NP2NP

=12US

→US = 24V

Resposta letra “B”. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 18. Analisando as afirmações sobre o efeito Doppler temos: I – Falsa, pois o fenômeno é observado tanto em ondas mecânicas quanto nas ondas eletromagnéticas. II – Falsa, pois o efeito Doppler corresponde a uma alte-ração no comprimento de onda e na freqüência da onda em função da velocidade relativa entre o observador e a fonte sonora. A velocidade da onda é a mesma no meio em que esta se propaga. III – Verdadeira, pois ondas sonoras (longitudinais) e a luz (transversais) sofrem este fenômeno. Resposta letra “C”.



19. Um raio de luz monocromática que se propaga no ar, no plano da figura, incide sobre o ponto central da face plana de um semidisco de acrílico transparente, conforme representado na figura abaixo.

Dentre os raios representados na figura, o que melhor representa o raio refratado após atravessar o semidisco de acrílico é o de número (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) 5 20. Você se aproxima da superfície de um espelho côn-cavo na região de distâncias maiores que o raio de cur-vatura. Nessa circunstância, sua imagem, formada pelo espelho, é (A) real e invertida e se afasta da superfície. (B) real e invertida e se aproxima da superfície. (C) real e direta e se aproxima da superfície. (D) virtual e direta e se afasta da superfície. (E) virtual e invertida e se aproxima da superfície. 21. Em um experimento de interferência, similar ao expe-rimento de Young, duas fendas idênticas são iluminadas por uma fonte coerente monocromática. O padrão de fran-jas claras e escuras é projetado em um anteparo distante, conforme mostra a figura abaixo.

Sobre este experimento são feitas as seguintes afirma-ções. I - A separação entre as franjas no anteparo aumenta se a distância entre as fendas aumenta· II - A separação entre as franjas no anteparo aumenta se a distância entre o anteparo e as fendas aumenta. III - A separação entre as franjas no anteparo aumenta se o comprimento de onda da fonte aumenta. Quais estão corretas? (A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas III. (D) Apenas II e III. (E) I, II e III.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 19. De acordo com a refração da luz, o raio ao penetrar no semidisco deve se aproximar da normal (linha tracejada), pois o índice de refração do acrílico é maior do que o do ar. Com isso já podemos eliminar o raio 1, 2 e 3. Como o raio de luz que está no interior do acrílico incide sobre a superfície do semidisco perpendicularmente, ele não sofre desvio de trajetória mesmo sofrendo refração, portanto o raio que corresponde a essa situação é o 4. Resposta “D”. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 20. Na sequencia de imagens abaixo podemos ilustrar a situação descrita no enunciado do problema:

Imagem 1 Imagem 2

Na imagem 1 o objeto se encontra além do centro de curvatura e sua imagem conjugada pelo espelho é inver-tida e real. Na segunda imagem, com a aproximação do objeto do espelho, a sua imagem se afasta do mesmo. Portanto resposta letra “A”. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 21. No fenômeno da interferencia a separação entre as franjas pode ser dada pela equação:

sen θ = n λ

d

Onde θ é o ângulo de separação entre as fendas e este é diretamente proporcional ao comprimento de onda e inversamente proporcional a distância “d” de seperação das fendas. Analisando as afirmações sobre o fenômeno da interferên-cia temos: I - Falsa, pois a separação entre as franjas é inversamente proporcional à distância entre as fendas. II – Verdadeira, pois quanto maior a distância entre o an-teparo e as fendas, os raios luminosos divergem afastando as franjas. III – Verdadeira, pois a separação entre as franjas é direta-mente proporcional ao comprimento de onda. Resposta D



22. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem. Os espectros de emissão provenientes de elementos atô-micos presentes em galáxias distantes apresentam linhas que não coincidem com aquelas observadas, para os mes-mos elementos, quando a fonte está em repouso no labo-ratório. Interpretando este efeito como o efeito Doppler produzido pelo movimento relativo entre as galáxias, conclui-se que o Universo encontra-se em expansão, pois os comprimentos de onda dos fótons observados apresen-tam um desvio para o vermelho. Esse desvio corresponde à observação de comprimentos de onda maiores do que aqueles observados a partir de fontes em repouso. Com base no texto acima e levando em conta que no vá-cuo intergaláctico a velocidade de propagação de um fóton emitido pela galáxia é ........ velocidade de propagação da luz no vácuo, conclui-se que um fóton proveniente de uma fonte em repouso no laboratório possui energia ........ a de um fóton, correspondente a uma mesma linha de emissão, proveniente de uma galáxia que está se afastando. (A) menor que a – menor que (B) menor que a – maior que (C) igual à – maior que (D) igual à – maior que (E) maior que a – menor que 23. No modelo para o átomo de hidrogênio desenvolvido por Niels Bohr, o elétron se move em órbitas circulares, em um potencial elétrico gerado pela carga do próton, Qp. Esse potencial, medido a partir do infinito até a posição da órbita de menor raio, é de aproximadamente 27 V. O valor aproximado do raio dessa órbita é (Dados: Qp = 1,6 x 10-19 C; k = 9 x 109 Nm²/C².) (A) 8,5 x10-30 m. (B) 2,9 x 10-15 m. (C) 5,3 x 10-11 m. (D) 1,9 x 10-10 m. (E) 7,3 x 10-6 m. 24. Considere as afirmações abaixo, acerca da Teoria da Relatividade Restrita. I - O tempo não é absoluto, uma vez que eventos simultâ-neos em um referencial inercial podem não ser simultâ-neos se observados a partir de outro referencial inercial. II - Segundo a lei relativística de adição de velocidades, a soma das velocidades de dois corpos materiais nunca re-sulta em uma velocidade acima da velocidade da luz. III - As leis da natureza não são as mesmas em todos os sistemas de referência que se movimentam com velocida-de uniforme. Quais estão corretas? (A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas I e II. (D) Apenas II e III. (E) I, II e III.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 22. Completando as lacunas do texto da questão temos: Primeira lacuna IGUAL À, pois no vácuo os fótons tem a velocidade da luz. Segunda lacuna MAIOR QUE, pois devido ao efeito Doppler, como o universo se expande (portanto está se afastando) a frequencia detectada é menor e como a energia do fóton é proporcional à frequência, o fóton gerado no laboratório tem energia maior do que o fóton detectado de uma galaxia. Resposta letra “D”. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 23. Para calcular o raio da órbita, usamos a equação do po-tencial para uma carga puntual:

U=

kQd

→ 27 = 9x109 1,6x10−19

R→ R = 9x109 1,6x10−19

27= 0,53x10−10 = 5,3x10−11m

Portanto resposta letra “C”. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 24. Analisando as afirmações, temos: I – Correta, pois de acordo c a Teoria da Relatividade Restrita, se um corpo se mover com grande velocidade, o tempo passa mais devagar neste referencial do que para um observador que se encontra na Terra. Isto indica que o tempo não é absoluto, ou seja, ele flui de forma distinta dependendo do referencia inercial. II – Correta, pois na Teoria da Relatividade Restrita, existe um postulado que na natureza, nada pode ter velocidade maior que a da luz. III – Falsa, pois de acordo com o postulado da teoria da Relatividade, se os referenciais forem inerciais (FR = 0 ou também com velocidade constante), as leis físicas são idênticas. Portanto resposta letra “C”.



25. Quando o núcleo de um átomo de um elemento emite uma partícula α ou β, forma-se um núcleo de um elemento diferente. No gráfico abaixo, estão representadas algumas transfor-mações de um elemento em outro: o eixo vertical cor-responde ao número atômico do elemento, e o eixo hori-zontal indica o número de nêutrons no núcleo do elemen-to.

As transformações I, II e III assinaladas no gráfico cor-respondem, respectivamente, a emissões de partículas (A) α, β e α. (B) α, β e β. (C) α, α e β. (D) β, α e β. (E) β, β e α.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 25. O importante nesta questão é entender o que está sendo medido nos eixos do gráfico!! Transformação I - β, pois como ocorreu um aumento no número atômico e a partícula β. Transformação II - β, pois como ocorreu um aumento no número atômico e a partícula β. Transformação II - α, pois como ocorreu uma redução de duas unidades no número atômico e duas no número de neutrons, pois a particular α é um núcleo de He. Resposta E

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