Vestibulares Recentes – Resolução Comentada FÍSICA MODERNA – 2017 – 2016 – 2015

Vestibulares Recentes – Resolução Comentada

FÍSICA MODERNA – 2017 – 2016 – 2015

01-

a. Falsa O efeito fotoelétrico ocorre quando a luz (onda eletromagnética, radiação eletromagnética) de frequência suficientemente alta incide sobre a superfície de um metal, ela pode retirar elétrons do mesmo.

b. Falsa Nas lâmpadas incandescentes a emissão de luz ocorre devido ao aquecimento de seu filamento por efeito Joule (choque dos elétrons da corrente elétrica com as partículas do filamento)

c. Falsa Não é a carga elétrica do fóton que é absorvida pelo metal, é a energia do mesmo.

d. Falsa A faísca ocorre quando o meio que era isolante se torna condutor devido à uma diferença de potencial muito elevada.

e. Correta O efeito fotoelétrico só surge se o metal receber um feixe de radiação com energia superior à energia mínima de remoção dos elétrons do metal, provocando a sua saída das órbitas o que pode ocorrer sem energia cinética (se a energia da radiação for igual à energia de remoção) ou com energia cinética, (se a energia da radiação exceder a energia de remoção dos elétrons).

R- E

02-

Na figura acima temos uma ilustração do efeito fotoelétrico, vamos analisar as alternativas. A energia absorvida varia para cada material analisado, sendo assim alternativa A está incorreta. O efeito fotoelétricosó ocorre se a frequência da luz incidente for maior que a frequência-limite, alternativa B incorreta e a C é a correta. A alternativa D está incorreta, pois não são os núcleos que escapam, são os elétrons que orbitam esses núcleos. Quanto maior a função trabalho mais energia é necessária para se retirar o elétron, consequentemente maior a frequência de luz necessária, alternativa E errada

03-

Equação Fotoelétrica de Einstein

Da equação W = h.f f_o = W/h f_o é a frequência mínima (frequência de corte) a partir da qual os elétrons são extraídos do metal.

Assim, nenhum elétron é emitido pelo metal enquanto a frequência da luz (fótons) incidente não ultrapassar um certo limite de frequência, denominada frequência de corte (fo).

f_o = f_o = f_o = 1,49 Hz.

R- C

04-

04) Correta A radiação ionizante pode impedir a reprodução celular ou prejudicar este processo, bem como matar as células, processo conhecido como necrose. Além disso, este tipo de radiação pode provocar apoptose das células, que ao contrário da necrose, é a morte das células atingidas, de forma programada pelo organismo para conter odesenvolvimento de tumores.

08) Correta Se 1 eV tem energia de 1.6×10-16 J, então 9×106 eV terá 14.4×10-13 J.

16) Errada E = hf f = E/h = (40.103)/(4.10-15) = 10.1015.103 (1/s) f = 1,0.1019 Hz

R- (02, 04, 08)

05-

A) São dados: frequência dos fótons f = 1,2.10¹⁵ Hz e velocidade da luz no vácuo c = 3.10⁸ m/s equação fundamental da ondulatória V = c =.f 3.10⁸ = .1,2.10¹⁵ = = 2,5.10

^-7 = 250.10^-9 m = 250 nm.

Energia de cada fóton W = h.f com h = constante de Planck = 6,6.10^-34J.s W = 6,6.10-³⁴.1,2. 10¹⁵ W = 7,92.10^-19 J.

1 ev = 1,6.10^-19 J W = 7,92.10^-19x W = 4,95 eV.

B) Consultando a tabela você verifica que no tempo máximo de exposição ∆t = 6,00 s o nível de irradiação vale Ief = 4,95.10^-4 Wcm^-2.

Como, pelo enunciado a irradiação (Ief) é definida como potência (P) incidente por unidade de área (S) Ief = = Ief = W = I_ef.S.∆t = 4,95.10^-4.1.6 W = 29,7.10^-4 = 2,97.10^-3 J (energia total absorvida em cada 1 cm² de área de pele em ∆t = 6,00 s).

Como é pedido o número n de fótons, cada um com energia W_f = 7,92.10^-19 J, você terá n = = n = 3,75.10¹⁵ fótons.

C) Utilizando a mesma equação de (B), mas agora com a nova área S = 2 m² = 2.10⁴ cm² W = I_ef.S.∆t = 4,95.10^-4.2.10⁴.6 W = 59,4 J

06-

R- D

07-

01 Verdadeiro Einstein teorizou que as ondas eletromagnéticas (modelo ondulatório) só fariam com que os elétrons fossem ejetados instantaneamente se elas se comportassem como partículas (modelo corpuscular).

02 Falso A potência altera sim a quantidade de elétrons arrancados, quanto maior a potência, maior o número de elétrons ejetados. No caso o que altera a energia cinética é a frequência.

04 Verdadeiro De acordo com o primeiro postulado da teoria da relatividade (princípio da relatividade), as leis que governam as mudanças de estado em quaisquer sistemas físicos tomam a mesma forma em quaisquer sistemas de coordenadas inerciais.

08 Verdadeiro De acordo com o segundo postulado da teoria da relatividade (invariância da velocidade da luz), a luz tem velocidade invariante igual a c em relação a qualquer sistema de coordenadas inercial.

08- λ = h/mv — λ = 6,63.10^-34/9,14.10^-31.7,28.10⁶ = 6,63.10^-34/66,54.10^-25— λ = 0,1.10^-9 — λ = 10^-10 m

R- D

09-

1. Esse efeito foi observado primeiramente por Henrich Hertz e sua explicação correta foi publicada em 1905 por Niels Bohr.

1. Falsa — Esse efeito foi observado primeiramente por Henrich Hertz, mas sua explicação correta foi publicada em 1905 por Albert Einstein.

2. A explicação correta desse efeito utilizou uma ideia de Max Planck, de que a luz incidente não poderia ter energia com um valor qualquer, mas sim uma energia dada por múltiplos inteiros de uma porção elementar.

2. Correta — Planck definiu que a radiação era emitida e absorvida em pacotes de energia, bem definidos e em quantidades discretas.

Denominou esta quantidade de energia de quantum (plural = quanta) e afirmou que cada partícula “localizava-se” em níveis de energia quantizados ou estados quânticos, marcando com isso, o nascimento da teoria quântica.

3. Segundo o modelo proposto, cada fóton, ao colidir com um elétron, transfere-lhe uma quantidade de energia proporcional a sua velocidade.

3. Falsa — O efeito fotoelétrico ocorre quando uma placa metálica é exposta a uma radiação eletromagnética de frequência alta, por exemplo, um feixe de luz, e este arranca elétrons da placa metálica. É frequência e não velocidade.

R- B

10- 01. Correta.

02- Correta — As ondas são fortemente difratadas quando o comprimento de onda tem aproximadamente o mesmo tamanho da abertura da fenda (figura 2) ou do tamanho do obstáculo (figura 1).

Figura 1

figura 2

Observe na figura da esquerda que a difração é menos acentuada que na direita.

04. Correta.

08. Falsa — λ=h/mV=6,63.10-34/9,1.10-31.3.106=6,63.10-34/27,3.10-25 — λ=2,4.10-10m.

16. Falsa.

32. Falsa — Foi Thomas Young quem realizou o experimento da dupla fenda.

Soma (01 + 02 + 04)=07

11- Veja um resumo da teoria abaixo:

Dilatação do tempo

R- B

12- O fato de se ter um ou mais cronômetros não influencia na medida do tempo, porém o tempo próprio, que é nada mais que o tempo da pessoa que está em movimento em relação a uma outra que está parada, sempre é menor que o tempo da pessoa em repouso, observe a figura a seguir:

Sendo assim, como não há velocidade maior que a da luz, o tempo próprio só pode ser menor, alternativa A incorreta. Pelo mesmo raciocínio da A o relógio se encontra atrasado, alternativa B incorreta. As leis da física são invariantes para referencias que estão em mesmas velocidades, sendo assim a alternativa C é falsa. A alternativa D está correta, pois realmente o fato da luz ser constante e os referencias mudarem são responsáveis pela dilatação do tempo. E a alternativa E é incorreta justamente pelo fato da velocidade da luz ser constante, não dependendo de referencial.

13- 01 Verdadeiro Einstein teorizou que as ondas eletromagnéticas(modelo ondulatório) só fariam com que os elétrons fossem ejetados instantaneamente se elas se comportassem como partículas (modelo corpuscular).

14- I. Verdadeira, a massa é a medida da inércia de um corpo. Assim, à medida que a velocidade de um corpo aumenta sua inércia também aumenta e quando a velocidade do corpo tende à velocidade da luz ( a maior possível), sua inércia e consequentemente sua massa tende ao infinito. Portanto, além do espaço e do tempo, na teoria da velocidade a massa também varia e essa variação é fornecida pela expressão:

Na expressão acima m_o é denominada massa de repouso e m, de massa relativística.

Observe na expressão acima que, se a velocidade V do corpo tende à velocidade da luz c — m=m_o/√1 – V²/c² — m=m_o/√1 – c²/c² — m=m_o/√1 – 1 — m=m_o/0 — quando o denominador tende a zero, a massa m tende ao infinito.

II. Falsa, a velocidade da luz não depende nem da velocidade do emissor(fonte emissora da luz), nem da velocidade do receptor (observador) do sinal luminoso. A velocidade da luz no vácuo é a velocidade máxima possível de transmissão de interação na Natureza e seu valor é c=3,0.10⁸m/s. Ela não depende do sistema de referência inercial adotado.

III. Falsa

R- A

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