Caderno de Exercícios 23_Física Moderna II

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CADERNO DE EXERCÍCIOS 
ALUNO TURMA FÍSICA MODERNA II 
PROFESSOR 
 
CONTEÚDOS 
Mecânica Quântica, Estrutura Atômica, O Núcleo do Átomo, Física Nuclear, Radioatividade, Física das Partículas e 
Cosmologia, Postulados de Einstein, Relatividade da Simultaneidade, Relatividade do tempo, Relatividade do Comprimento, 
Momento Linear Relativístico, Trabalho e Energia na Relatividade. 
EXERCÍCIOS 
01. Teoria Física da década de 1970, o Modelo Padrão de Partículas descreve as 
partículas elementares e a forma como elas interagem entre si, incorporando todas 
as partículas subatômicas conhecidas. 
Segundo este modelo, de acordo com o critério do Spin, as partículas se dividem em 
dois grupos, os bósons e os férmions, e estes últimos, os blocos básicos com os quais 
a matéria é construída, ainda se dividem, de acordo com a interação, em Hádrons ou 
Léptons. 
Assim, de acordo com este modelo, são Hádrons: 
a) Prótons e Nêutrons. 
b) Elétrons e Pósitrons. 
c) Fótons. 
d) Glúons e o Bóson de Higgs. 
e) Neutrinos e Múons. 
 
02. O zinco e o ferro são elementos-traço essenciais envolvidos no crescimento 
humano. No mesmo período da tabela periódica, o isótopo mais comum do ferro é o 
Fe56, enquanto que o do zinco é o Zn64. 
 
 
 
 
 
Com relação aos átomos desses elementos, a partir dessas informações, é possível 
afirmar, que, comparado ao Zn64, o Fe56 apresenta um raio atômico ____________, 
um núcleo atômico ____________, e um número de nêutrons presentes neste 
______________ que os existentes no núcleo do Zn64. 
Qual a alternativa que completa corretamente as lacunas nas afirmações acima? 
a) menor, menor, menor. 
b) maior, maior, maior. 
c) menor, maior, menor. 
d) maior, menor, maior. 
e) maior, menor, menor. 
 
03. A radioatividade é um fenômeno proveniente da instabilidade do núcleo atômico. 
Presente desde a origem de nosso planeta, ela pode ser encontrada em pisos e paredes 
de nossas casas, nos alimentos e, até mesmo, no nosso próprio corpo. 
Sobre esse fenômeno, a radioatividade, são feitas as afirmações: 
I. Responsável pela estabilidade nuclear, a força de interação forte proporciona a 
atração entre prótons e nêutrons dentro do núcleo atômico. 
II. Átomos estáveis possuem em seus núcleos números iguais de prótons e nêutrons. 
III. Como em uma reação química, a radioatividade está ligada diretamente à 
eletrosfera do átomo. 
Assim, está correto o que se afirma em: 
a) I, apenas. 
b) II, apenas. 
c) I e II, apenas. 
 d) I e III, apenas. 
e) I, II e III. 
 
04. Relacione a coluna da direita com a da esquerda, considerando o tipo de emissão, 
a esquerda (1 a 4) e o respectivo decaimento nuclear, a direita (A a D). 
1. Alfa A 28Ni60 → 28Ni60 + ꙱ 
2. Beta – B 55Cs137 → 56Ba137 + ꙱ 
3. Beta + C 92U238 → 90Th234 + ꙱ 
4. Gama D 6C11 → 5B11 + ꙱ 
A opção em que todas as correlações estão corretas é: 
a) 1-A, 2-B, 3-C, 4-D. 
b) 1-D, 2-A, 3-B, 4-C. 
c) 1-B, 2-A, 3-D, 4-C. 
d) 1-C, 2-B, 3-D, 4-A. 
e) 1-D, 2-C, 3-A, 4-B. 
 
05. O decaimento de um único átomo radioativo é um fenômeno aleatório, sendo 
impossível predizer em que instante um nuclídeo radioativo irá se desintegrar. Não 
dependendo da quantidade de átomos da amostra, a meia-vida varia entre elementos, 
e entre isótopos destes, como, por exemplo, o Iodo 131, usado em exames da tireoide, 
que tem meia-vida de 8 dias, enquanto que o Polônio 218 tem meia-vida de, apenas, 
3 minutos. 
Considerando as informações acima, avalie os itens a seguir sobre Meia-Vida: 
I. A meia-vida refere-se ao intervalo de tempo em que a quantidade original de um 
dado elemento radioativo é reduzida à metade. 
II. Para que uma amostra do Iodo 131 se reduza de 40 g para 5 g é necessário um 
tempo de desintegração de 24 dias. 
III. Considerando o elemento Polônio 218, a quantidade desse elemento, após 12 
minutos, será de um quarto, 25%, da amostra original. 
Assim, é correto o que se afirma: 
a) Em I, apenas. 
b) Em I e II, apenas. 
c) Em I e III, apenas. 
d) Em II e III, apenas. 
e) Em todas as situações 
 
06. A equação a seguir representa uma possível fissão nuclear do urânio-235, quando 
bombardeado com um nêutron: 
0n1 + 92U235 → 56Ba144 + Y + 3. 0n1 
Com base nesta equação, os números atômicos e de massa do elemento Y estão, 
respectivamente, indicados na alternativa: 
a) 27 e 91. 
b) 36 e 89. 
c) 37 e 90. 
d) 39 e 92. 
e) 43 e 93. 
 
07. (UFMG) Paulo Sérgio, viajando em sua nave, aproxima-se de uma plataforma 
espacial, com velocidade de 0,7 c, em que c é a velocidade da luz. Para se comunicar 
com Paulo Sérgio, Priscila, que está na plataforma, envia um pulso luminoso em 
direção à nave. Com base nessas informações, é correto afirmar que a velocidade do 
pulso medida por Paulo Sérgio é de: 
a) 0,7 c. 
b) 1,0 c. 
c) 0,3 c. 
d) 1,7 c. 
e) 2,0 c. 
 
08. Um jogo para televisão, baseado no ‘Dilema dos Prisioneiros’, tem início com 
uma negociação entre os 2 participantes. Pelas regras, depois dessa conversa, dado 
um sinal sonoro, quem acionar primeiro o botão luminoso a sua frente recebe todo o 
prêmio. Se não acionarem, até o final do jogo, ambos dividem metade do prêmio. 
Agora, se acionarem simultaneamente, nada recebem. 
Os juízes, observadores inerciais I e II, se encontram, respectivamente, em uma 
plataforma na superfície da Terra, a igual distância dos participantes, e em um carro 
viajando com velocidade constante, comparável à da luz, como mostra a figura. 
Em um desses jogos, sinto, trazendo um ‘spoiler’, no instante em que os dois botões 
foram acionados, o carro, indo em direção a B, se encontrava a igual distância de 
ambos os participantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nesse contexto, de acordo com a teoria especial da relatividade, pode-se afirmar, 
EXCETO, que: 
a) para o observador I, os botões foram acionados simultaneamente. 
b) para o observador II, os botões não foram acionados simultaneamente. 
c) para o observador II, o participante B acionou primeiro o botão. 
d) a simultaneidade é um conceito relativo, depende do observador. 
e) para os dois observadores, os botões foram acionados simultaneamente. 
 
 
Exercício 07 
CONFIRA 
Gabarito: Resolução Comentada: 
01. Letra A. https://youtu.be/MD6f-1vOtDg 
02. Letra E. https://youtu.be/pvT5XDt8Fgo 
03. Letra A. https://youtu.be/kJ1fOJD2kSc 
04. Letra D. https://youtu.be/EiuQMtJasGc 
05. Letra B. https://youtu.be/vzEubXaZgtM 
06. Letra B. https://youtu.be/HrnAhSBlCyU 
07. Letra B. https://youtu.be/Va_YJKlZL7g 
08. Letra E. https://youtu.be/0mmrkn-9Ih8 
 
https://youtu.be/MD6f-1vOtDg
https://youtu.be/pvT5XDt8Fgo
https://youtu.be/kJ1fOJD2kSc
https://youtu.be/EiuQMtJasGc
https://youtu.be/vzEubXaZgtM
https://youtu.be/HrnAhSBlCyU
https://youtu.be/Va_YJKlZL7g
https://youtu.be/0mmrkn-9Ih8