Resoluções

01- Modelo atômico de Bohr:

  Cada elétron só pode ocupar determinada órbita circular sempre com a mesma energia, que permanece indefinidamente, sem irradiá-la. Essas órbitas correspondem a situações estáveis, denominadas de estados estacionários. A quantidade constante de energia de cada órbita é tanto maior quanto mais longe o elétron estiver do núcleo, ou seja, quanto mais afastada for sua órbita. 
 Toda a massa do átomo está concentrada no núcleo, que ocupa uma porção ínfima do espaço.

 Um átomo armazena energia é fazendo seus elétrons saltarem de uma órbita mais interna (de menor potencial de energia) para uma órbita mais externa (de maior potencial de energia). Assim, sempre que um átomo absorve energia, um ou mais de seus elétrons “saltam” para uma órbita mais externa. 
Quando o fornecimento de energia cessa, os elétrons que foram deslocados para as órbitas mais distantes tendem a restaurar o equilíbrio retornando à sua órbita original. Porém, toda ação que acumula energia, se for revertida, terá que liberar essa mesma energia. Então, quando o elétron retorna à órbita original ele deve liberar a mesma quantidade de energia recebida e o faz sob forma de energia luminosa, ou seja, emitindo um fóton.

 Como a energia dos fótons só se encontra na natureza em forma de pacotes quantizados e de valores determinados, fornecidos por E=h.f, o elétron só pode transferir energia para órbitas determinadas.

 As órbitas do elétron são restritas, isto é, nem todas as órbitas são permitidas em qualquer situação. A restrição é que o momento angular do elétron é necessariamente quantizado, ou seja, é um múltiplo de um valor fundamental.

 Para saber as freqüências permitidas, na equação de Bohr será necessário conhecer as energias dos diversos estados estacionários em que um átomo de hidrogênio pode existir. Esse cálculo foi efetuado, pela primeira vez, por Bohr baseando-se em um modelo específico do átomo de hidrogênio por ele imaginado. O modelo de Bohr teve sucesso apenas no caso do átomo de hidrogênio, mas mesmo assim influenciou muito o desenvolvimento posterior na Física Quântica.

R- D

02- Observe na s figuras abaixo os ângulos entre as velocidades e a soma vetorial obtendo a velocidade

 resultante   ---  aplicando a lei dos cossenos   ---  V_R²=V₁² + V₂² – 2.V₁.V₂.cos60^o = 16² + 6² – 2.16.6.(1/2)  ---  V_R²=36 + 256 – 96=196  ---  V_R=√196  ---  V_R=14km/h  ---  com essa velocidade, em 1h a distância entre eles será de ---  V_R=ΔS/Δt  ---  14=ΔS/1  ---  ΔS=14km  ---  R- B

03- Quando a temperatura for de T=185^oC  ---  185=160.2^-0,8t + 25  ---  160=160.2^-0,8t  ---  160/160=2^-0,8t  --- 

1=2^-0,8t   ---  2⁰=2^-0,8t  ---  0,8t=0  ---  t=0 (quando T=185^oC, começou a contagem do tempo)  ---  quando a temperatura for de T=65^oC  ---  65=160.2^-0,8t + 25  ---  40=160.2^-0,8t  ---  40/160=2^-0,8t  ---  1/4=2^-0,8t   ---  2^-2=

2^-0,8t  ---  0,6t=2  ---  t=20/8=2,5min  ---  R- C

04- A capacitância ou capacidade (C) a propriedade que os capacitores têm de armazenar cargas elétricas na forma de campo eletrostático, e ela é medida através do quociente entre a quantidade de carga (Q) e a diferença de potencial (U) existente entre as placas do capacitor, matematicamente fica da seguinte forma

C=Q/U  ---  se ele é capaz de armazenar cargas elétricas, ele armazena também energia potencial elétrica  ---uma maneira de se determinar essa energia potencial é utilizar um método gráfico. Pela equação C=Q/U, monta-se um gráfico da diferença de potencial U pela carga acumulada no capacitor Q  ---  concluída a construção do gráfico, determina-se a área entre a reta do gráfico e o eixo da diferença de potencial  --- 

Essa área do triângulo A=b.h/2=Q.U/2 é numericamente igual à energia armazenada no capacitor  ---  E=Q.U/2.

No caso do exercício, observe que os geradores não estão associados corretamente, ou seja, o polo positivo de €₁ não está ligado ao polo negativo de €₂  ---  assim, a força eletromotriz €  equivalente não é a soma, mas sim a diferença entre €₁ e €₂  ---  €=10 – 5=5V=U  ---  a energia E foi fornecida E=125.10^-6j  ---  E=Q.U/2  ---   125.10^-6=Q.5/2  ---  Q=50.10^-6C (carga armazenada no capacitor)  ---  C=Q/U=50.10^-6/5  ---  C=10.10^-6 F

ou C=10μF  ---  R- A

05-  1. Falsa  ---  pelo princípio da inércia, o avião pode estar em  MRU em relação ao solo, mas pode estar também em repouso em relação ao mesmo.

 2. Correta  ---  para o passageiro se a aceleração do avião for superior à força de atrito estático, por inércia, se o avião se deslocar, por exemplo, para a direita, a maleta tenderá a se manter em repouso ou seja, o passageiro acompanhando a aceleração do avião a verá se mover para a esquerda  ---  um observador em repouso na Terra a verá acompanhando o avião, ou seja, para a direita.

3. Correta  ---  se o módulo da força de atrito for maior que μg, a maleta se moverá em relação ao avião com aceleração a tal que  ---  F_R=F_ar  ---  ma=μP=μmg  ---  a=μg  ---  veja que a aceleração independe da massa da maleta.

R- D

06- 1. Do piso do décimo andar até o teto do primeiro andar tem uma altura de h=8x2,5=20m  ---  equação 

de Torricelli na queda livre a partir do repouso e com g=10m/s²  ---  V²=V_o² + 2.g.h=0² + 2.10.20  ---  V=√(400)  ---  V=20m/s  ---  Correta

2. Velocidade com que passa pelo piso quinto andar percorrendo uma altura h=5x2,5=12,5m  ---  V²=V_o² + 2.g.h=0² + 2.10.12,5  ---  V²=250  ---  energia cinética  ---  E_c=mV²/2=0,5.250/2=125/2=62,5J  ---  Falsa 

3. Desprezando-se a resistência do ar, todos os  corpos em queda livre, independente da massa, quando abandonados da mesma altura, chegam ao solo ao mesmo tempo (percorrem a mesma distância no mesmo tempo)  ---  Falsa

R- A

07- 1. Observe pelo gráfico que entre 2cm e 8cm ele sempre acelerou, pois sempre existiu força resultante e, então, sua velocidade sempre aumentou até a posição de 8cm quando a força resultante ficou nula   ---  se, na posição 8cm ele tinha velocidade V’, entre 8cm e 10cm com força resultante nula, por inércia, ele continuará com V’ em MRU  ---  Correta

2. entre x=12cm e x=14cm, o trabalho realizado pela força é numericamente igual à área da figura que vale

W=b.h=2.10^-2.10.10^-3  ---  W=20.10^-5J=0,2.10^-3=0,2mJ  ---  Falsa

3. Entre x=2cm e x=8cm sua velocidade variou de 0=V_o=0 a V’  ---  nesse intervalo o trabalho realizado é

numericamente igual à área do trapézio  ---  W=(B + b)xh/2={(8.10^-2 – 2.10^-2) + (6.10^-2 – 4.10^-2)}x5.10^-3/2  ---

W=(6.10^-2 + 2.10^-2)x5.10^-3/2  ---  W=20.10^-5J  ---  trabalho como variação de energia cinética  ---  W=mV’²/2 –

mV_o²2=4.10^-2.V’²/2 – 0  ---  20.10^-5=2.10^-2V’²  ---  V’=√(10^-2)=0,1m/s=10cm/s  ---  Correta

R- B

08- (V) Observe na figura abaixo a regra da mão esquerda com a força  desviando a carga positiva para a

 

direita e a carga negativa para a esquerda.

(V) As partículas possuem cargas de sinais contrários já que a força magnética as desvia em sentidos opostos  ---  Partículas com a mesma velocidade e a mesma carga elétrica ao penetrarem num campo magnético uniforme com  perpendicular adescrevem trajetórias circulares de raios diferentes, pois na expressão R=m.V/q.B apenas R e m são variáveis, sendo os outros parâmetros constantes. Observe na expressão que R e m são diretamente proporcionais. Maior massa, maior o raio da curva.  ---  maior massa, menor valor q/m, pois q é a mesma para as duas cargas.

(F) na expressão R=m.V/q.B apenas R e q são variáveis, sendo os outros parâmetros constantes. Observe na expressão que R e q são inversamente proporcionais. Maior carga, menor o raio da curva e vice versa.. 

(F) Isolando o campo magnético B na expressão R=m.V/q.B, você obtém B=mV/qR onde B é inversamente proporcional a R, ou seja, quando um aumenta o outro diminui.

R- D

09- Veja nas figuras abaixo  ---  tubo aberto nas duas extremidades  ---  f_fundamental=V/2L  ---  200=340/2L  --- 

L_A=0,85m=85cm  ---  frequência do segundo harmônico do tubo A  ---  F₂=2.f=F_fundamental=2x200=400Hz  --- 

tubo fechado  ---  F_B=V/4L  ---  400=340/4L  ---  L=0,2125m=21.25cm  ---  R- C

10- A pressão na profundidade de h=3600m é fornecida por P_fundo=P_atm + d_água.g.h=10⁵ + 10³.10.3600=10⁵ + 360.10⁵  ---  P_fundo=361.10⁵N/m² (Pa)  ---  é pedido  ---  n=P_fundo/P_atm=361.10⁵/10⁵=361  ---  R- C

11- (F) Distância focal da objetiva  ---  f_o=1cm  ---  centro de curvatura  ---  A_o=2x1=2cm  ---  veja figura abaixo:

 Objeto entre A_o e f_o

Natureza: - real

Localização – Depois de A_i

Tamanho e orientação – maior que o objeto e invertida em relação a ele.

Utilidades – projetores de filmes e de slides que fornecem do filme ou slide (objetos) uma imagem real, invertida e maior

Observe que, para a imagem ser real invertida e maior que o objeto deve estar entre 1cm e 2cm e não à uma distância maior que 2cm.

(V) Distância focal da objetiva  ---  f_o=1cm  ---  se a imagem estiver a 3cm da objetiva  ---  P’=3cm  ---  1/f=1/P + 1/P’  ---  1/1=1/P + 1/3  ---  1/1 – 1/3=1/P  ---  2P=3  ---  P=1,5cm (distância do objeto à lente objetiva)

(V) Veja o esquema simplificado do microscópio composto.

A distância focal da objetiva é muito pequena (milímetros). A objetiva forma do objeto AB uma imagem A’B’ real, invertida e maior que o objeto e essa imagem serve como objeto para a ocular (de distância focal da ordem de centímetros) que fornece uma imagem final A’’B’’, virtual, maior e direita em relação a A’B’. Observe que A’’B’’ é direita em relação a A’B’ e invertida em relação ao objeto AB.

(F) Veja situações acima

R- B

 

Exercícios