Questão 01: Em um terminal de cargas, uma esteira rolante é utilizada para transportar caixas iguais, de massa M = 80 Kg, com centros igualmente espaçados.

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1 Questão 01: Em um terminal de cargas, uma esteira rolante é utilizada para transportar caixas iguais, de massa M = 80 Kg, com centros igualmente espaçados de 1 m. Quando a velocidade da esteira é 1,5 m/s, a potência dos motores para mantê-la em movimento é P0. Em um trecho de seu percurso, é necessário planejar uma inclinação para que a esteira eleve a carga a uma altura de 5 m, como indicado. Para acrescentar essa rampa e manter a velocidade da esteira, julguem os itens a seguir:

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3 (001) os motores devem passar a fornecer uma potência adicional aproximada de 6 Kw
Para t = 2 s  V=1,5 m/s  3 caixas subindo a rampa e a 4ª caixa estará chegando à rampa. VERDADEIRA

4 (002) a vazão em massa das caixas é de 160 kg/s;
FALSA (004) A inclinação da rampa importa para calcular a potência adicional que devemos fornecer para que a esteira consiga erguer estas caixas; FALSA (008) como não conhecemos a quantidade de caixas, a serem transportadas pela esteira, é impossível calcular a potência adicional que terá que ser fornecida para que as caixas subam os 5 m previstos no exercício; FALSA

5 (016) Se a inclinação da rampa fosse de 30º a potência adicional que devemos fornecer para conseguir a subida das caixas é 3000 W; FALSA GABARITO: 001

6 Espalhamento de Compton                                    

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8 - Fenômeno pelo qual a freqüência do fóton sofre um decréscimo em virtude de sua colisão com um elétron; Elétron fracamente ligado ao núcleo não consegue absorver todo o fóton(altamente energético); Ocorre uma colisão (semelhante a mecânica) entre o fóton e o elétron, podendo ser considerado um sistema físico isolado e colisão perfeitamente elástica; Na colisão o fóton perde parte de sua energia e sofre um desvio em relação à sua direção de propagação;

9 Na colisão a quantidade de movimento (fóton+elétron) permanece constante;
Após a colisão com o elétron  f  c = cte; Mediu-se a intensidade dos raios X espalhados como função de seu , para vários ângulos de espalhamento; Resultados experimentais  apesar do feixe incidente ter um único   os raios espalhados têm máximos de intensidade em 2 comprimentos de ondas;

10 Questão 02: A natureza corpuscular da radiação eletromagnética foi dramaticamente confirmada por Arthur Compton, em 1923, que fez um feixe de raios X incidir sobre um alvo de grafite. Denomina-se efeito Compton o fenômeno pelo qual a freqüência do fóton sofre um decréscimo em virtude de sua colisão com um elétron. Neste fenômeno, o elétron fracamente ligado ao núcleo do átomo é incapaz de absorver todo o fóton, que é altamente energético. Analise as afirmativas a seguir, baseado neste efeito.

11 (001) Este fenômeno prova a natureza ondulatória das ondas eletromagnéticas;
FALSA (002) Ocorre uma colisão (semelhante a mecânica) entre o fóton e o elétron, podendo ser considerado um sistema físico isolado; VERDADEIRA (004) Na colisão o fóton perde parte de sua energia e sofre um desvio em relação à sua direção de propagação; VERDADEIRA

12 (032) Após a colisão com o elétron a freqüência da onda aumenta;
(008) Na colisão a quantidade de movimento (fóton+elétron) permanece constante; VERDADEIRA (016) Após a colisão com o elétron o comprimento de onda do fóton espalhado aumenta; VERDADEIRA (032) Após a colisão com o elétron a freqüência da onda aumenta; FALSA

13 (064) Como ocorreu uma colisão a velocidade do fóton espalhado diminui, pois a freqüência de uma onda sempre permanece constante. FALSA GABARITO: =030

14 (001) Este efeito vem provar a natureza ondulatória da luz;
Questão 03: O efeito fotoelétrico explicado por Einstein em 1905, baseia-se na incidência de ondas eletromagnéticas na superfície de um metal. Sobre este efeito, podemos concluir que: (001) Este efeito vem provar a natureza ondulatória da luz; FALSA (002) Qualquer onda eletromagnética, ao incidir num metal, produz este efeito; FALSA

15 (004) Cada fóton incidente consegue interagir com dois elétrons;
FALSA (008) Existe uma freqüência mínima para que ocorra este efeito; VERDADEIRA

16 (016) Aumentando a intensidade da radiação, a energia cinética máxima dos elétrons aumenta;
FALSA (032) Existe um comprimento de onda crítico, sendo que abaixo deste ocorre este efeito; VERDADEIRA (064) Existe um potencial de corte para impedir este efeito. VERDADEIRA GABARITO: =104

17 Questão 04: O efeito fotoelétrico, cuja descrição por Albert Einstein está completando 100 anos em 2005 (ano internacional da Física), consiste na emissão de elétrons por um metal no qual incide um feixe de luz. No processo, "pacotes" bem definidos de energia luminosa, chamados fótons, são absorvidos um a um pelos elétrons do metal. O valor da energia de cada fóton é dado por E(fóton) = h f, onde h = 4 × eV.s é a chamada constante de Planck e f é a freqüência da luz incidente. Um elétron só é emitido do interior do metal se a energia do fóton absorvido for maior que uma energia mínima.

18 Para os elétrons mais fracamente ligados ao metal, essa energia mínima é chamada função trabalho W e varia de metal para metal (ver a tabela a seguir). Considere c = km/s.

19 a) Calcule a energia do fóton (em eV), quando o comprimento de onda da luz incidente for 5 × 10-7 m.

20 b) A luz de 5 × 10-7 m é capaz de arrancar elétrons de quais dos metais apresentados na tabela?
Césio e o potencial de corte seria de 0,3 Volts Potássio e o potencial de corte seria de 0,1 Volts

21 c) Qual será a energia cinética de elétrons emitidos pelo potássio, se o comprimento de onda da luz incidente for 3 × 10-7 m? Considere os elétrons mais fracamente ligados do potássio e que a diferença entre a energia do fóton absorvido e a função trabalho W é inteiramente convertida em energia cinética.

22 d) Qual seria o potencial de corte para o potássio para luz do item anterior?

23 Se soubermos que um obstáculo é intransponível, deixa de ser um obstáculo para se tornar um ponto de partida...