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Questões de Física — Física Moderna |
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1. (ITA-2007)Aplica-se instantaneamente uma força a um corpo de massa m = 3,3 kg preso a uma mola, e verifica-se que este passa a oscilar livremente com a freqüência angular w = 10 rad/s. Agora, sobre esse mesmo corpo preso à mola, mas em repouso, faz-se incidir um feixe de luz monocromática de freqüência f = 500 . 1012 Hz, de modo que toda a energia seja absorvida pelo corpo, o que acarreta uma distensão de 1 mm da sua posição de equilíbrio. Determine o número de fótons contido no feixe de luz. Considere a constante de Planck h = 6,6 . 10-34 J s.
2. (UFSC-2007) Física moderna é o estudo da Física desenvolvido no final do século XIX e início do século XX. Em particular, é o estudo da Mecânica Quântica e da Teoria da Relatividade Restrita.
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) em relação às contribuições da Física moderna. (01) Demonstra limitações da Física Newtoniana na escala microscópica. (02) Nega totalmente as aplicações das leis de Newton. (04) Explica o efeito fotoelétrico e o laser. (08) Afirma que as leis da Física são as mesmas em todos os referenciais inerciais. (16) Comprova que a velocidade da luz é diferente para quaisquer observadores em referenciais inerciais. (32) Demonstra que a massa de um corpo independe de sua velocidade.
3. (UFPE-2007) Em uma experiência de efeito fotoelétrico com uma placa metálica, foram determinados os potenciais de corte em função da freqüência da luz incidente, como mostrado no gráfico a seguir. A partir do gráfico, determine o potencial de superfície (também chamado de função trabalho) do metal, em unidades de 10-20 J.
4. O girotron é um gerador de microondas de alta potência em altas freqüências. Um girotron, com freqüência de 32 GHz, funciona a 225 kW. a) Qual o comprimento de onda da radiação e a energia do fóton emitida? b) Quantos fótons por segundo emite o gerador de microondas? Considere que a constante de Planck h = 6,62 × 10-34J.s
5. O efeito fotoelétrico foi descoberto experimentalmente por Heinrich Hertz em 1887. Em 1905, Albert Einstein propôs uma explicação teórica para esse efeito, a qual foi comprovada experimentalmente por Millikan, em 1914. Essa comprovação experimental deu a Einstein o prêmio Nobel de Física de 1921. Em relação a esse efeito, assinale a alternativa correta.
a) O efeito fotoelétrico ocorre quando um elétron colide com um próton. b) A teoria de Einstein considerou que a luz nesse caso se comporta como uma onda. c) Esse efeito é observado quando fótons atingem uma superfície metálica. d) Esse efeito é utilizado para explicar o funcionamento de fontes de laser. e) Inexistem aplicações tecnológicas desse efeito em nosso cotidiano, pois ele ocorre somente no nível atômico.
6. A energia relativística do fóton é dada por E = Xc, onde c indica a velocidade da luz. Utilizando conhecimentos de física moderna e análise dimensional, assinale a alternativa correta no tocante à dimensão de X .
a) Força. b) Massa. c) Velocidade. d) Comprimento. e) Quantidade de movimento.
7. 2007: ANO HÉLIO-FÍSICO
O ano de 2007 foi o Ano Internacional Hélio-Físico e foi dedicado a eventos e estudos sobre o astro-rei. O Sol fica a 150 milhões de km da Terra. Todo o dia o sol perde 380 milhões de toneladas transformadas em energia. Seu poder de atração enfraquece gradativamente e, por isso, a Terra se afasta dele 3 mm ao ano. A temperatura da "superfície" solar é de 5,5 mil graus Celsius. A massa do Sol equivale a 330 mil vezes à da Terra e corresponde a 99% da massa do Sistema Solar. Estima-se que daqui a cerca de 5 bilhões de anos o hidrogênio solar, seu principal combustível, vai se esgotar. O Sol se converterá em outro tipo de estrela, modificando as condições físicas no Sistema Solar. "GALILEU", São Paulo, abr. 2007, p. 21. [Adaptado].
Com base no texto acima, é INCORRETO afirmar:
a) O sol usa a fusão de átomos de hidrogênio para obter outro composto químico: o hélio. b) A energia diária transformada no Sol por causa da sua perda de massa seria suficiente para manter acesas 100 mil lâmpadas de 100 W por no máximo 300 séculos. c) A luz emitida pelo Sol demora cerca de 8 minutos para chegar à Terra. d) Sabendo-se que os pontos de ebulição da água e o ponto de fusão do gelo na escala Réaumur são, respectivamente, 80 °R e 0 °R, a temperatura da "superfície" solar é de 4,4 mil graus Réaumur.
Respostas: 1) k = 330 N/m; n = 5.1014 fótons 2) 01 +04 + 08 = 13 3) Então f = (6,6 x 10-34 J.s) (6,0 x 1014 Hz) = 39,6 x 10-20 J. 4) a) 0,0093 m; b) 1,06 × 1028 fótons/s 5) C 6) E 7) B |
