10893316-lista_n_12_de_revisao_do_ita

Prévia do material em texto

OSG.: 108933/16 
LISTA 
FÍSICA – Nº 12 
ENSINO 
PRÉ-UNIVERSITÁRIO TURNO DATA 
ALUNO(A) 
 TURMA 
Nº 
SÉRIE 
PROFESSOR(A) FELIPE COSTA 
ITA/IME 
SEDE 
___/___/___ 
FÍSICA MODERNA E FÍSICA QUÃNTICA 
 
1. Determinar a massa de repouso de uma partícula, da 
qual se formaram dois fótons com as energias E1 e E2, 
que voou sob ângulo “” um ao encontro do outro. 
Considere C = velocidade da luz 
a) 
1 2
0 2
4sen E E
2
M
C
 
  
 
 
b) 
1 2
0 2
2sen E E
2
M
C
 
  
 
 
c) 
1 2
0 2
2cos E E
2
M
C
 
  
 
 
d) 
1 2
0 2
4cos E E
2
M
C
 
  
 
 
e) 
1 2
0 2
4tg E E
2
M
C
 
  
 
 
 
2. Dois foguetes A e B partem da Terra com velocidade de 
0,6 C em direções opostas, tendo sincronizados seus 
relógios com o departamento na Terra responsável pelos 
lançamentos. Após um ano medido no referencial da 
Terra, o foguete B emite um sinal de luz. Após quanto 
tempo, nos referenciais da Terra e dos foguetes A e B, o 
foguete A recebe o sinal? 
 
 
 
a) Terra: 4 anos ; Foguete A: 3,2 anos ; Foguete B: 6,8 
anos 
b) Terra: 2 anos ; Foguete A: 1,8 anos ; Foguete B: 6,4 
anos 
c) Terra: 4 anos ; Foguete A: 6,8 anos ; Foguete B: 3,2 
anos 
d) Terra: 2 anos ; Foguete A: 6,4 anos ; Foguete B: 1,8 
anos 
3. O paralelograma da figura está no plano x’y’ de um 
sistema que se move com velocidade V em relação ao 
ref. do laboratório. 
 Determine a razão entre as áreas 0
A
A
 onde A é a área 
em S’ e A0 a área no laboratório. 
Seja: 
V
C
  
 
a) 1 – 2 
b) 
23 1 
c) 
21 
d) (1 – 2)2 
e) N.R.A 
 
4. O Físico russo P.A. Cerenkov descobriu que ocorre uma 
emissão de ondas eletromagnéticas quando uma 
partícula carregada se desloca em um meio material 
com velocidade superior à velocidade de propagação da 
luz no mesmo material. Cerenkov ganhou em 1958 a 
prêmio Nobel por essa descoberta. Determine a energia 
cinética mínima que um elétron com energia de repouso 
E0 deve ter para se deslocar ao longo de uma substancia 
com índice de retração  para que ele possa emitir 
radiação Cerenkov. 
a) 0
2
E

 
 
b) 2E0 
 
c) 
2
0
1
1 E
  
 
 
 
 
d) 02
1 E
1
 
 
  
 
 
e) N.D.A. 
LISTA – FÍSICA 
 
 2 OSG.: 108933/16 
5. Um feixe de radiação na faixa do ultravioleta (f = 1 · 1014 
Hz) de intensidade 150 mW/m2 incide sobre uma 
superfície polida de um metal que passa a emitir 
fotoelétrons com energia cinética máxima K = 0,6 eV. 
Duplicando-se a intensidade luminosa, pode-se afirmar 
que: (h = 4,1  10–15 eV.s) 
a) O metal passará a emitir fotoelétrons com energia 
cinética K = 1,2 eV; 
b) A energia cinética dos fotoelétrons emitidos não se 
altera pois nesse caso independe da intensidade da 
radiação incidente. 
c) O metal passará a emitir fotoelétrons com energia 
cinética K = 2,4 eV; 
d) Os fótons incidentes serão duas vezes mais 
energéticos. 
e) A energia cinética dos elétrons emitidos será menor 
que antes. 
 
6. A radiação de uma estrela visível a olho nu atinge a 
superfície da Terra com uma intensidade da ordem de 
10–8 W/m2. Admita que a frequência da radiação visível 
seja da ondem de 1015 Hz e avalie a ordem de grandeza 
da área da pupila do olho humano. 
 Nessas condições, pode-se afirmar que o número de 
fótons, por segundo, oriundos dessa estrela, que 
atravessam a pupila de um observador, tem ordem e 
grandeza, aproximadamente, de 
Dado: Constante de Planck – h = 6,6 · 10–34 J · s 
a) 1025 
b) 1015 
c) 1010 
d) 105 
e) 102 
 
7. Uma partícula relativística se movimenta com energia 
cinética igual a 3 vezes a sua energia de repouso “E0”. 
Sendo h a constante de Planck e c a velocidade da luz, 
podemos afirmar que o comprimento de onda de “De 
Broglie” da citada partícula vale: 
a) 
0
0,26hc
E
 
 
b) 
0
0,50hc
E
 
 
c) 
0
0,62hc
E
 
 
d) 
0
0,73hc
E
 
 
e) 
0
0,05hc
E
 
8. No início do século XX, Rutherford estava envolvido 
numa pesquisa cujo objetivo era descrever e explicar os 
fenómenos que acompanharam a passagem das 
partículas alfa através da matéria. Um de seus alunos 
observou que, vez por outra, as partículas alfas, em vez 
de seguirem direta ou quase diretamente, eram 
defletidas pela matéria e se desviavam em ângulos 
consideráveis. Os grandes desvios surpreenderam 
Rutherford que, mais tarde, declarou que foi como se 
alguém lhe tivesse dito que ao atirar em uma folha de 
papel, a bala tivesse ricocheteado! 
 Em 1911, Rutherford anunciou que descobrira a razão 
pela qual as partículas alfas desviavam-se em ângulos 
grandes. 
 
Sua descoberta implicou indiretamente a 
a) formulação de um novo modelo atômico, planetário, 
em substituição ao “modelo do pudim de passas”. 
b) descoberta da estrutura do núcleo atómico, 
composto por prótons e nêutrons. 
c) postulação da existência de órbitas estacionarias para 
os elétrons que, dessa forma, não seriam capturados 
pelos prótons do núcleo atómico. 
d) descoberta dos raios X, radiações eletromagnéticas 
emitidas pela matéria quando bombardeada pelas 
partículas alfa. 
e) descoberta do nêutron, partícula eletricamente 
neutra que possibilitaria a estabilidade do núcleo 
atómico. 
 
9. Um observador mede a área de um círculo de raio R = a 
que está em movimento relativamente a ele com 
velocidade V = 0,8C na direção do diâmetro horizontal 
(vide figura), onde C é a velocidade da luz. A área 
encontrada por esse observador, é: 
 
 
a) a2 
 
b) 
23 a
5

 
 
c) 
24 a
5
 
 
d) 0,64 a2 
 
e) 0,36 a2 
 
 
LISTA – FÍSICA 
 
 3 OSG.: 108933/16 
10. Na figura a seguir, as flecha numeradas de 1 até 9 
representam transições possíveis de ocorrer entre alguns 
níveis de energia do átomo de hidrogênio, de acordo 
com o modelo de Bohr. Para ocorrer uma transição, o 
átomo emite (ou absorve) um fóton cuja energia 
h c

 é 
igual a |E| (h é a constante de Planck, c é a velocidade 
da luz no vácuo,  é o comprimento de onda do fóton e 
E é a diferença de energia entre os dois níveis 
envolvidos na transição). 
 
 
 
 Suponha que o átomo emite os fótons X e Y, cujos 
comprimentos de onda são, respectivamente, 
k = 1,03 · 10–7 m e y = 4,85 · 10–7 m. As transições 
corretamente associadas às emissões desses dois fótons 
são (use h = 4,13 · 10–15 eV · s 
e c = 3,0 · 108 m/s: 
a) 4 e 8 
b) 2 e 6 
c) 3 e 9 
d) 5 e 7 
e) 1 e 7 
 
 
 
 
 
GABARITO 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
A A B D B D A A B B 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vicentina – Rev.: TM