Prova de Fisica

Prévia do material em texto

Uma régua em movimento relativístico de alta velocidade tem o seu comprimento reduzido ao longo da direção do movimento relativo. Dessa forma, sob a perspectiva de quem está em repouso em relação à régua, ela apresenta o seu comprimento próprio, o maior possível. Sabendo disso, considere a seguinte situação: um trem tem comprimento , que é duas vezes maior do que o comprimento de uma vaga em uma garagem.
 
Analisando a situação a partir dos estudos sobre a relatividade do comprimento, responda: podemos colocar esse trem dentro dessa garagem se o movermos em grande velocidade relativística?
a.
Podemos colocá-lo sim! Basta ajustar os comprimentos relativos em repouso e inverter o fator de Lorentz para descobrir qual é a velocidade necessária.
b.
Podemos sim! Basta colocarmos a garagem em movimento.
c.
Não podemos, pois ambos estão em movimento relativo.
d.
De modo algum; no momento em que pararmos o trem, ele volta a ter o dobro do comprimento da garagem, resolvendo esse aparente paradoxo.
e.
De modo algum, pois a garagem contrai na direção do comprimento e volta a esticar quando o trem para.
Questão 2
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
Marcar questão
Texto da questão
Importantes experimentos começaram a colocar em evidência a natureza ondulatória da matéria, dando origem à dualidade onda-partícula. Os experimentos sugerem fortemente que podemos atribuir um comprimento de onda às partículas. Elétrons espalhados por um cristal mostram um padrão de difração típico com anéis de interferência.
A partir de Broglie, podemos associar um comprimento de onda a uma partícula com momento p, dada pela expressão:
 
De acordo com essa expressão, qual seria a largura de uma fenda por onde poderia passar uma partícula de massa = 1g e velocidade V = 1m/s, de modo que essa partícula sofra difração?
a.
b.
c.
d.
e.
Questão 3
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
Marcar questão
Texto da questão
As equações de Maxwell formam a base sobre a qual a Física Moderna é erigida. Além disso, a grande síntese de Maxwell permitiu a visualização correta e completa de como os campos elétrico e magnético são gerados pelas cargas e correntes e como um campo pode afetar ou mesmo gerar o outro campo. Finalmente, a natureza da luz é totalmente esclarecida na Eletrodinâmica Clássica.
 
Ante o exposto e considerando o que foi estudado sobre as equações de Maxwell na forma diferencial, analise as afirmativas a seguir.
 
I. A lei de Gauss para o campo elétrico permite calcular a intensidade do campo elétrico a partir do conhecimento da corrente elétrica.
II. A lei de Gauss para o campo magnético permite relacionar o campo magnético à presença de cargas magnéticas.
III. A lei de Gauss para o campo elétrico permite calcular a intensidade do campo elétrico a partir do conhecimento da densidade de carga elétrica.
IV. A lei de Gauss para o campo elétrico permite calcular a intensidade do campo elétrico a partir do conhecimento da carga magnética na origem.
V. A lei de Gauss para o campo magnético afirma que não existem cargas magnéticas para a geração do campo magnético.
 
Está correto o que se afirma em:
a.
I e II.
b.
II, apenas
c.
I e IV.
d.
I, apenas.
e.
V e III.
Questão 4
Completo
Atingiu 1,00 de 1,00
Marcar questão
Texto da questão
Outro notável efeito relativístico tem a ver com a modificação no momento e energia de uma partícula de massa inercial conhecida. De acordo com os conceitos e ideias desenvolvidos na unidade, vimos que as partículas que se movem relativisticamente têm o seu momento fortemente influenciado pelo fator de Lorentz. Da perspectiva de quem injeta mais impulso externo, em uma nave, com o objetivo de aumentar a sua velocidade, há um impedimento energético para que se possa ultrapassar a velocidade da luz mesmo tendo combustível e energia suficientes para tal.
 
Examinando o caso apresentado a partir dos estudos sobre energia relativística, analise as afirmativas a seguir e assinale V para o que for verdadeiro e F para o que for falso.
 
I. (   ) Não há qualquer impedimento no caso, pois as fórmulas de Lorentz e de Einstein só valem para partículas de massa constante, e um foguete perde massa ao acelerar.
II. (   ) Não há impedimento, haja vista que, se houver força e impulsos suficientes, a nave pode ser acelerada por mecanismos externos até atingir a velocidade da luz, ou mesmo ultrapassá-la.
III. (   ) O momento relativístico aumenta conforme a velocidade se aproxima da velocidade da luz. Quanto mais energia e impulso forem transferidos para a nave, mais vai em impulso do que em velocidade (ganho), logo, a velocidade da luz não pode ser alcançada por uma nave realística.
IV. (   ) O impedimento é apenas em termos de recursos e dinheiro: tendo recursos, podemos construir um motor que aumente arbitrariamente a velocidade da nave para atingir a velocidade da luz.
V. (   ) O comprimento da nave encurta, de modo que menos combustível cabe nela para que tenha mais recursos de impulso e ganhe mais velocidade. Dessa forma, ela não pode alcançar a velocidade da luz.
 
Assinale a opção correta.
 
a.
F, F, V, F, F.
b.
F, V, F, F, F.
c.
F, F, F, V, F.
d.
V, V, F, F, V.
e.
V, F, F, V, F.
Questão 5
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
Marcar questão
Texto da questão
Um dos fenômenos mais dramáticos que ocorrem na Relatividade é a dilatação do tempo, o qual implica a dilatação do intervalo de tempo entre eventos que são medidos entre dois sistemas de referência inerciais em movimento relativo. Qual é necessidade de se avaliarem apenas dois eventos A e B em ambos os sistemas de referência? Não bastaria apenas medir qualquer intervalo de tempo à escolha dos observadores em S ou S’?
 
Partindo desses questionamentos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para o que for verdadeiro e F para o que for falso.
 
I. (   ) Os eventos A e B devem ser os mesmos para S e S’, pois, caso contrário, não é possível realizar qualquer comparação entre os intervalos de tempo entre os sistemas de referência.
II. (   ) Os eventos A e B são arbitrários, mas não precisam ser os mesmos em S e S’. Trata-se apenas de uma convenção.
III. (   ) Os eventos A e B precisam estar sincronizados antes do experimento e, para isso, precisamos enviar sinais de luz entre um e outro.
IV. (   ) Os eventos A e B nem precisam estar localizados no mesmo lugar, pois podem ser escolhidos à vontade e no sistema de referência S’. Podemos escolher outros eventos diferentes e concluir a dilatação.
V. (   ) A medida do tempo entre os sistemas de referência é arbitrária. Basta medirmos o tempo em um sistema e no outro e compará-los.
 
Está correto o que se afirma em:
 
a.
F, V, F, F, F.
b.
F, F, V, F, F.
c.
V, F, F, F, F.
d.
F, F, F, V, F.
e.
F, F, F, F, V.
Questão 6
Completo
Atingiu 0,00 de 1,00
Marcar questão
Texto da questão
Sabemos que o espalhamento Compton descreve a alteração do comprimento de onda de um fóton quando este atinge uma amostra de alvo. Nesse contexto, de acordo com a interpretação ondulátória, deveríamos observar um padrão no espalhamento, porém, o experimento retorna um resultado qualitativamente muito diferente.
 
Ante o exposto e considerando uma interpretação consistente para os dados observados, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O comprimento de onda do fóton espalhado é menor, pois ele perde energia para um elétron do alvo.
II. O comprimento de onda do fóton espalhado é menor, pois ele ganha energia e momento do elétron do alvo.
III. O comprimento de onda do fóton espalhado é maior, pois ele perde energia e momento para um elétron do alvo.
IV. O comprimento de onda do fóton espalhado é igual ao fóton incidente, pois ele não pode perder energia.
V. O comprimento de onda do fóton espalhado não tem relação alguma com o comprimento de onda do fóton incidente, podendo ser maior ou menor.
 
Está correto o que se afirma em:
a.
V, apenas.
b.
I, apenas.
c.
III, apenas.
d.
II, apenas.
e.
IV, apenas.
Questão 7
Completo
Atingiu 1,00 de 1,00
Marcar questão
Texto da questão
A regra de transformações de velocidade de Galileu é muito importantena Física newtoniana e permite calcular a composição de velocidades em sistemas diferentes. No entanto, essa regra é alterada na Mecânica Relativística quando as velocidades envolvidas se aproximam da velocidade da luz. Considere então a situação: duas partículas se aproximam uma da outra com V = c/2, de acordo com um único sistema de referência de laboratório.
 
Ante o exposto e partindo dos estudos da unidade sobre a relatividade das velocidades, qual é a velocidade relativa de uma partícula em relação à outra?
a.
b.
c.
d.
e.
Questão 8
Completo
Atingiu 1,00 de 1,00
Marcar questão
Texto da questão
O experimento do interferômetro de Michelson teve muitos resultados úteis para a aplicação da diferença de fase no sentido de analisarmos a precisão da espessura de materiais transparentes, no nível do comprimento de onda da luz, ou mesmo para inferir o índice de refração do material. Contudo, o resultado mais notável desse experimento foi eliminar de vez uma possível dependência da velocidade da luz com o movimento da Terra (ou do experimento em si). Este experimento é uma das bases para se compreender os postulados da Relatividade Especial.
 
Levando em conta os postulados da relatividade, a emissão da luz por uma lâmpada esférica que se move à velocidade c/2, da esquerda para a direita:
 
a.
não altera a velocidade da luz, que fica a mesma no sistema da lâmpada que se move e no nosso sistema de referência.
b.
reduz a velocidade da luz de c para c/2 de acordo com o nosso sistema de referência.
c.
acrescenta velocidade c/2 para a luz, de acordo com nosso sistema de referência, de modo que a luz tem velocidade 3c/2.
d.
reduz a velocidade da luz para zero no nosso sistema de referência, mas é a mesma velocidade no referencial da lâmpada.
e.
aumenta a velocidade da luz de c, na direção do movimento, de modo que ela fique com velocidade 2c na direção do movimento.
Questão 9
Completo
Atingiu 1,00 de 1,00
Marcar questão
Texto da questão
O núcleo atômico é formado de prótons e nêutrons densamente empacotados, em uma região quase 100 mil vezes menor do que o próprio átomo. Ademais, a imensa proximidade entre os prótons e o fato de que eles são positivos implica a existência de uma grande energia responsável pela coesão do núcleo.
 
Dentre as expressões seguintes, qual delas pode ser considerada a correta interpretação da energia de ligação nuclear?
a.
É a energia que deve ser gasta para romper o núcleo nos seus constituintes básicos, separando-os.
b.
É a energia que deve ser gasta para manter os prótons longe dos nêutrons.
c.
É a energia armazenada nos nêutrons, pois os prótons se repelem.
d.
É a energia armazenada nos elétrons e está nos orbitais atômicos.
e.
É a energia armazenada no núcleo e está próxima dos prótons e nêutrons.
Questão 10
Completo
Atingiu 1,00 de 1,00
Marcar questão
Texto da questão
O paradoxo dos gêmeos é um dos mais notáveis paradoxos encontrados na Relatividade Especial. De acordo com esse paradoxo, o movimento relativo de ambos os referenciais (o astronauta e o irmão que ficou em Terra) determina que tanto um quanto ou outro estão em movimento relativo, logo, ambos deveriam envelhecer menos (ou mais) e da mesma forma, de modo que o astronauta, ao voltar à Terra, deveria ver que o seu irmão ainda tem exatamente a mesma idade que ele, ou seja, passaram-se tantos anos na Terra com o mesmo intervalo de tempo da viagem, de acordo com o seu relógio.
 
Sabendo que a solução do paradoxo dos gêmeos deve-se a uma percepção, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O astronauta se move de modo inercial, e o seu irmão fica em um sistema de referência não inercial (Terra), então, a situação de ambos não é perfeitamente simétrica: quem ficou na Terra envelheceu mais rapidamente.
II. O astronauta se move de modo não inercial, e o seu irmão fica em um sistema de referência inercial (Terra), de modo que a situação de ambos não é perfeitamente simétrica: quem ficou na Terra envelheceu muito mais.
III. O astronauta se move de modo não inercial, e o seu irmão fica em um sistema de referência também não inercial (Terra), logo, a situação de ambos não é perfeitamente simétrica: quem ficou na Terra envelheceu muito menos.
IV. O astronauta se move de modo não inercial, e o seu irmão fica em um sistema de referência não inercial (Terra), então, a situação de ambos é perfeitamente simétrica: quem ficou na Terra envelheceu muito mais em menos tempo.
V. O astronauta se move de modo não inercial, e o seu irmão fica em um sistema de referência inercial (Terra), dessa forma, a situação de ambos é perfeitamente simétrica: os dois envelheceram no mesmo ritmo.
 
Está correto o que se afirma em:
a.
II, apenas.
b.
V, apenas.
c.
III, apenas.
d.
I, apenas.
e.
IV, apenas.