AVALIAÇÃO 1

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AVALIAÇÃO 1
1A 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. Com relação às contribuições da Física Moderna, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Demonstra limitações da Física Newtoniana na escala microscópica.
(    ) Nega totalmente as aplicações das leis de Newton.
(    ) Explica o efeito fotoelétrico e o laser.
(    ) Afirma que as leis da Física são as mesmas em todos os referenciais inerciais.
(    ) Comprova que a velocidade da luz é diferente para quaisquer observadores em referenciais inerciais.
(    ) Demonstra que a massa de um corpo independe de sua velocidade.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - V - F - V - F - V.
B
F - F - V - V - V - F.
C
F - F - V - F - V - F.
D
V - F - V - V - F - F.
2Nos dias atuais, há um sistema de navegação de alta precisão que depende de satélites artificiais em órbita em torno da Terra. Para que não haja erros significativos nas posições fornecidas por esses satélites, é necessário corrigir relativisticamente o intervalo de tempo medido pelo relógio a bordo de cada um desses satélites. A Teoria da Relatividade Especial prevê que, se não for feito esse tipo de correção, um relógio a bordo não marcará o mesmo intervalo de tempo que outro relógio em repouso na superfície da Terra, mesmo sabendo-se que ambos os relógios estão sempre em perfeitas condições de funcionamento e foram sincronizados antes de o satélite ser lançado. Se não for feita a correção relativística para o tempo medido pelo relógio de bordo:
A
Ele ficará cada vez mais atrasado em relação ao relógio em Terra.
B
Ele se adiantará em relação ao relógio em Terra enquanto ele for acelerado em relação à Terra.
C
Ele atrasará em relação ao relógio em Terra durante metade de sua órbita e se adiantará durante a metade da outra órbita.
D
Ele ficará cada vez mais adiantado em relação ao relógio em Terra.
3Ao olhar para o céu noturno, vemos uma grande quantidade de estrelas, das quais se encontram a dezenas e até centenas de anos-luz de distância da Terra. Então n verdade, podemos dizer que estamos observando o passado de objetos distantes, e alguns deles podem nem mais existir atualmente. Por que esse fato ocorre?
A
A velocidade da luz no vácuo é finita e depende do movimento relativo entre fontes e observadores.
B
A velocidade da luz no vácuo, apesar de ser muito grande, é finita e depende do movimento relativo entre fontes e observadores.
C
A velocidade da luz no vácuo, apesar de ser muito grande, é finita e não depende do movimento relativo entre fontes e observadores.
D
A velocidade da luz no vácuo é infinita e não depende do movimento relativo entre fontes e observadores.
4Uma espaçonave que passa pela Terra possui uma velocidade de 0,99c. O piloto da aeronave aponta que o seu comprimento é de 400 m. De acordo com os conceitos da Relatividade Restrita, qual o comprimento dessa aeronave se for medido pelo referencial terrestre?
A
48,5 m.
B
50,3 m.
C
61,1 m.
D
56,4 m.
5Os conceitos de espaço e tempo aceitos pela Física Clássica precisam ser revistos e entendidos de outra forma conforme os postulados da Teoria da Relatividade. De acordo com a visão das duas teorias, analise as sentenças a seguir:
I- Para Newton, o espaço e o tempo se dilatam, enquanto para a Teoria da Relatividade espaço e tempo se contraem.
II- Para Newton, o espaço e o tempo se contraem, enquanto para Teoria da Relatividade o espaço e o tempo se contraem, enquanto para a Teoria da Relatividade o espaço se contrai e o tempo se dilata e o tempo se contrai.
III- Para Newton, o espaço se dilata e o tempo se contrai, enquanto para a Teoria da Relatividade o espaço se contrai e o tempo se dilata.
IV- Para Newton, o espaço e o tempo têm valores absolutos, enquanto para a Teoria da Relatividade e o espaço se contrai e o tempo se dilata.
Assinale a alternativa CORRERA:
A
Somente a sentença IV está correta.
B
As sentenças I e II estão corretas.
C
As sentenças III e IV estão corretas.
D
Somente a sentença I está correta.
6Considere duas partículas provenientes do LHC que foram aceleradas em sentidos opostos para se chocar. Uma dessas partículas, medidas no laboratório, é de 0,65 c, e a velocidade relativa entre as partículas é de 0,95 c. Qual o módulo da velocidade da outra partícula medida no laboratório?
A
0,999 c.
B
0,784 c.
C
0,810 c.
D
0,632 c.
7A relatividade proposta por Galileu e Newton, na Física Clássica, é reinterpretada pela Teoria da Relatividade Restrita, proposta por Albert Einstein (1879-1955) em 1905, que é revolucionária porque mudou as ideias sobre o espaço e o tempo, uma vez que a anterior era aplicada somente a referenciais inerciais. Em 1915, Einstein propôs a Teoria Geral da Relatividade válida para todos os referenciais (inerciais e não inerciais). Acerca do exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Para a Teoria da Relatividade Restrita, quando o espaço dilata, o tempo contrai.
(    ) Na relatividade de Galileu e Newton, o tempo não depende do referencial em que é medido, ou seja, é absoluto.
(    ) Um dos postulados da teoria da relatividade especial é o de que as leis da Física são idênticas em relação a qualquer referencial inercial.
(    ) Um segundo postulado da teoria da relatividade especial é o de que a velocidade da luz no vácuo é uma constante universal que não depende do movimento da fonte de luz.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - V - V - F.
B
V - F - F - V.
C
F - V - V - V.
D
V - V - V - F.
8Em 1905, com apenas 26 anos de idade, Albert Einstein publicou vários trabalhos, entre os quais a Teoria da Relatividade Especial ou Restrita, que permitiu explicar vários fatos que ainda não haviam sido esclarecidos. A teoria da Relatividade Especial, proposta por Einstein, baseia-se em dois postulados. Com relação aos postulados, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) No vácuo, a velocidade da luz depende do movimento da fonte de luz e tem igual valor em todas as direções.
(    ) Na natureza, não podem ocorrer interações de velocidades superiores à velocidade da luz.
(    ) A luz tem velocidade invariante igual a c em relação a qualquer sistema de coordenadas inercial.
(    ) A velocidade da luz no vácuo é a mesma para todos os observadores em referenciais inerciais.
(    ) As leis da física mudam quando se muda o referencial inercial.  
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - F - F - V - V.
B
F - V - V - V - F.
C
F - V - V - F - V.
D
V - V - F - V - V.
9Partículas subatômicas de alta energia vindas do espaço interagem com átomos nas camadas superiores da atmosfera terrestre, produzindo partículas instáveis chamadas múons. Suponha que um múon, que possui tempo de vida média de 2,2x10^-6 s, esteja viajando para a Terra numa velocidade próxima da luz, cerca de 0,99c. Qual valor será encontrado, no referencial terrestre, para a vida média dessa partícula?
A
10,3 x 10^-6 s.
B
15,6 x 10^-6 s.
C
8,2 x 10^-6 s.
D
12,7 x 10^-6 s.
10Uma nave espacial parte da Terra com velocidade de 0,8 c em relação ao nosso planeta. Dentro da nave, um astronauta marca o tempo de sua viagem. Se para o astronauta dentro na nave a viagem durou seis anos, quanto tempo durou a mesma viagem para um observador que está na Terra?
A
15 anos.
B
8 anos.
C
10 anos.
D
12 anos.
AVALIAÇÃO 2
1Quase toda informação sobre as propriedades físicas das estrelas são obtidas direta ou indiretamente de seus espectros, principalmente suas temperaturas, densidades e composições. Com base nos estudos feitos sobre espectroscopia, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Toda intensidade da luz em diferentes comprimentos de onda, chamamos de espectro. Dessa forma, a parte da ciência que estuda estas emissões é chamada de Espectroscopia e foi de fundamental importância no estudo da astronomia.
(    ) Em 1820,o alemão Joseph Ritter von Fraunhofer inventou o espectroscópio, já havia contado 574 linhas escuras no espectro solar, chamadas depois de linhas de Fraunhofer.
(    ) Em 1856, Kirchhoff sugeriu que as cores seriam melhor distinguidas se fossem polarizadas, ele também queria verificar quais  elementos químicos existiam nas estrelas distantes de nosso sistema solar.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - V - F.
B
V - V - V.
C
V - V - F.
D
F - F - F.
2Sabe-se que a teoria quântica contém o princípio da incerteza que se fundamenta na teoria estatística. Sobre o exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) A teoria quântica baseia-se, por exemplo, nas probabilidades de uma partícula ocupar em determinada posição.
(    ) Sabe-se que a teoria quântica contém o princípio da incerteza que se fundamenta na teoria determinista. Dessa forma, a teoria quântica baseia-se, por exemplo, na certeza de uma partícula ocupar determinada posição.
(    ) O físico alemão Werner Heisenberg enunciou o princípio da incerteza que nos diz ser impossível determinar com precisão, para um determinado instante, a posição e a velocidade de uma partícula.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - V - F.
B
F - F - V.
C
V - F - V.
D
V - V - F.
3Em 1913, Bohr apresentou uma interpretação para o espectro do Hidrogênio, baseado no modelo atômico de Rutherford. A respeito de sua análise sobre a emissão de radiação eletromagnética por um átomo, acerca do modelo de Bohr, analise as sentenças a seguir:
I- O estado normal do átomo será o estado no qual o elétron tem a maior energia, chamado estado fundamental.
II- Em uma descarga elétrica, ou em algum outro processo, o átomo recebe energia devido a colisões, ou seja, o elétron deve sofrer uma transição para um estado de maior energia.
III- Obedecendo à tendência natural de todos os sistemas físicos, o átomo vai absorver energia para poder chegar ao estado fundamental.
IV- Em um grande número de processos de excitação e desexitação que acontecem durante uma medida de um espectro atômico, todas as possíveis transições ocorrem e é emitido o espectro completo.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças I, II e IV estão corretas.
B
As sentenças III e IV estão corretas.
C
As sentenças II e IV estão corretas.
D
As sentenças I e II estão corretas.
4Quando há incidência de radiação eletromagnética sobre uma superfície metálica, elétrons podem ser arrancados dessa superfície e eventualmente produzir uma corrente elétrica. Esse fenômeno pode ser aplicado na construção de dispositivos eletrônicos, tais como os que servem para abrir e fechar portas automáticas. Ao interagir com a superfície metálica, a radiação eletromagnética incidente se comporta como:
A
Partícula, e o fenômeno descrito é chamado de efeito fotoelétrico.
B
Onda, e o fenômeno descrito é chamado de efeito fotoelétrico.
C
Partícula, e o fenômeno descrito é chamado de efeito termiônico.
D
Onda, e o fenômeno descrito é chamado de efeito termiônico.
5Elétrons são ejetados de uma superfície metálica com velocidade de até 4,60 x 10^5 m/s quando uma luz com comprimento de onda de 625 nm é aplicada. A função trabalho e a frequência de corte da superfície são, respectivamente:
A
1,38 eV; 3,34x10^14 Hz.
B
2,23 eV; 4,55x10^14 Hz.
C
2,45 eV; 3,39x10^14 Hz.
D
1,25 eV; 3,44x10^14 Hz.
6O efeito fotoelétrico, interpretado corretamente pelo físico Albert Einstein, em 1905, enuncia que uma luz incidente sobre a superfície de determinados metais pode arrancar elétrons dessa superfície por causa da interação entre a radiação e a matéria, caracterizada pela absorção dos fótons e pela liberação de elétrons. A respeito da interpretação de Einstein sobre o efeito fotoelétrico, assinale a alternativa CORRETA:
A
Existe uma frequência limite abaixo da qual esse efeito não ocorre, mesmo que se aumente consideravelmente a intensidade da luz incidente sobre o metal.
B
Ocorre um espalhamento por um elétron devido à colisão com um fóton de momento linear igual à constante de Planck dividida pelo comprimento de onda da luz.
C
A luz incidente no metal é composta por fótons dotados de uma energia dada pelo comprimento de onda da luz vezes a constante de Planck.
D
Todos os metais possuem a mesma função trabalho, que é responsável pela ejeção dos elétrons cinéticos do metal.
7Luz é uma forma de radiação eletromagnética cuja frequência é visível ao olho humano. A luz pode propagar-se no vácuo com velocidade de aproximadamente 300 mil km/s. As frequências de luz que são visíveis ao olho humano são chamadas de espectro visível, essas ondas têm comprimentos entre 400 nm e 700 nm. No entanto, esse conhecimento a respeito da natureza da luz só se consolidou após a realização do experimento da fenda dupla de Thomas Young, em 1802, e da explicação do efeito fotoelétrico realizada por Albert Einstein, em 1905. A partir daí o comportamento dual da luz foi aceito pela comunidade científica. O experimento da fenda dupla consiste em fazer a luz passar por duas fendas em uma placa e observar o padrão de franjas claras e franjas escuras. Já o efeito fotoelétrico consiste em incidir luz sobre uma placa metálica para arrancar elétrons. Considerando o contexto apresentado, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) No experimento de Young, a obtenção do padrão de franjas claras e franjas escuras ocorre por meio do fenômeno de interferência construtiva e interferência destrutiva das ondas, logo a explicação do fenômeno é ondulatória.
(    ) O efeito fotoelétrico foi explicado por Einstein pela teoria ondulatória da luz.
(    ) No experimento de Young, a obtenção do padrão de franjas claras e franjas escuras ocorre por meio do fenômeno de interferência construtiva e interferência destrutiva das ondas, logo a explicação do fenômeno é ondulatória.
(    ) Tanto a teoria corpuscular quanto a teoria ondulatória da luz explicam o padrão de franjas claras e franjas escuras no experimento da fenda dupla.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - V - F - F.
B
F - F - V - V.
C
V - F - V - F.
D
V - V - F - F.
8Em 1929, Louis Victor de Broglie recebeu o Prêmio Nobel de Física, pois em 1925 de Broglie estendeu o caráter dual da luz para a matéria. Dessa forma, o cientista representou um grande passo para a Física, tendo em vista esse acontecimento, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) A proposta de Broglie para a dualidade onda-partícula para a matéria se aplica apenas para os elétrons, pois estão na última camada atômica.
(    ) O Princípio de Broglie atribui um comprimento de onda de matéria para qualquer massa m com velocidade v.
(    ) Não há como verificar o comportamento ondulatório para uma partícula atômica devido a sua ordem de grandeza.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - V - V.
B
F - V - F.
C
F - V - V.
D
V - F - F.
9O truque favorito de um doidivanas é saltar de uma janela do 16º andar de um prédio e mergulhar em uma piscina a 50,0 m abaixo. Um repórter tira uma fotografia do doidivanas de 75,0 kg instante antes de ele alcançar a superfície da piscina, utilizando um tempo de exposição de 5 ms. Analise as sentenças a seguir:
I- O comprimento de onda de De Broglie do doidivanas é 3,82 x 10^-37 m.
II- A incerteza na medida de sua energia cinética no intervalo de tempo de 5 ms é 1,06x10^-32 J.
III- O erro percentual causado pela incerteza é de 2,87x10^-35%.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
Somente a sentença III está correta.
B
As sentenças II e III estão corretas.
C
Somente a sentença I está correta.
D
As sentenças I e II estão corretas.
10Ao fazer incidir raios X de comprimento de onda bem definido sobre um alvo sólido, Compton observou que o espectro dos raios X espalhados num dado ângulo apresenta dois componentes: um com comprimento de onda igual ao da radiação incidente, e o outro de comprimento de onda maior, cujo valor depende do ângulo de espalhamento. Em uma colisão Compton comum elétron, um fóton de luz violeta (4000A) é retro espalhado em ângulo de 180 graus. A respeito da energia em (eV) que é transferida ao elétron nessa colisão, analise as sentenças a seguir:
I- A energia corresponde a 3,77x10^-5 eV.
II- A luz violeta não poderia ejetar elétrons de um metal por espalhamento Compton, pois a energia máxima no ângulo de 180 graus é insuficiente.
III- A luz violeta têm frequência suficiente para ejetar elétrons de um metal por espalhamento Compton.
IV- Comparando o resultado com a energia adquirida pelo elétron ao sofrer efeito fotoelétrico com um fóton de mesmo comprimento de onda, obtemos uma energia de 3,10 eV.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças I, III e IV estão corretas.
B
As sentenças III e IV estão corretas.
C
As sentenças I, II e IV estão corretas.
D
As sentenças I e III estão corretas.