Prévia do material em texto
\] onde \( C = 30 \, \mu F = 30 \times 10^{-6} \, F \) e \( V = 20 \, V \). Assim, \[ Q = 30 \times 10^{-6} \cdot 20 = 0,6 \, mC \] 68. Um circuito com um resistor de \( 10 \, \Omega \) e um capacitor de \( 1 \, \mu F \) tem uma tensão de \( 10 \, V \). Qual é a corrente no circuito após um longo tempo? a) \( 0 \, A \) b) \( 1 \, A \) c) \( 2 \, A \) d) \( 3 \, A \) **Resposta:** a) \( 1 \, A \) **Explicação:** Após um longo tempo, o capacitor se comporta como um circuito aberto. A corrente é dada pela Lei de Ohm: \[ I = \frac{V}{R} = \frac{10}{10} = 1 \, A \] 69. Um campo elétrico de \( 800 \, N/C \) atua sobre uma carga de \( 1 \, \mu C \). Qual é a força sobre a carga? a) \( 0,8 \, N \) b) \( 1,0 \, N \) Gerar 150 problemas complexos de física óptica com múltipla escolha e explicações detalhadas é uma tarefa extensa. Abaixo estão algumas questões, e continuarei até atingir o número total desejado. **Questão 1:** Um feixe de luz monocromática de comprimento de onda \( \lambda = 500 \, nm \) incide em um prisma com ângulo de 60°. Qual é o ângulo de desvio mínimo do feixe ao passar pelo prisma? A) 30° B) 60° C) 45° D) 90° **Resposta:** A) 30° **Explicação:** O ângulo de desvio mínimo \( D \) para um prisma é dado pela fórmula \( D = A \cdot (n - 1) \), onde \( A \) é o ângulo do prisma e \( n \) é o índice de refração do material do prisma. Para um prisma de 60° e um índice de refração típico de 1,5, temos \( D = 60° \cdot (1,5 - 1) = 30° \). **Questão 2:** Um laser emite luz de comprimento de onda \( 632,8 \, nm \) e é usado em um experimento de fenda dupla. Se a distância entre as fendas é de \( 0,2 \, mm \) e a tela está a \( 2 \, m \) de distância, qual será a distância entre o primeiro e o segundo máximos de interferência? A) 0,5 cm B) 1 cm C) 2 cm D) 3 cm **Resposta:** B) 1 cm **Explicação:** A distância entre os máximos \( y \) é dada por \( y = \frac{m \cdot \lambda \cdot L}{d} \), onde \( m \) é a ordem do máximo (1 para o primeiro máximo, 2 para o segundo), \( \lambda \) é o comprimento de onda, \( L \) é a distância até a tela e \( d \) é a distância entre as fendas. Para \( m = 1 \) e \( m = 2 \), temos \( y_1 = \frac{1 \cdot 632,8 \times 10^{-9} \cdot 2}{0,2 \times 10^{-3}} \approx 6,32 \, cm \) e \( y_2 = \frac{2 \cdot 632,8 \times 10^{-9} \cdot 2}{0,2 \times 10^{-3}} \approx 12,64 \, cm \). A distância entre os máximos é \( 12,64 - 6,32 = 6,32 \, cm \). **Questão 3:** Um feixe de luz branca é disperso por um prisma e forma um espectro. Qual é a razão pela qual a luz azul é desviada mais do que a luz vermelha? A) A luz azul tem maior comprimento de onda. B) A luz azul tem menor comprimento de onda. C) A luz azul tem maior energia. D) A luz azul é mais refratada. **Resposta:** B) A luz azul tem menor comprimento de onda. **Explicação:** A refração da luz em um prisma depende do comprimento de onda da luz. Luzes de diferentes comprimentos de onda são refratadas em diferentes graus; a luz azul, com seu comprimento de onda menor, é refratada mais do que a luz vermelha, que possui um comprimento de onda maior. Isso resulta na separação das cores, criando o espectro. **Questão 4:** Um espelho esférico côncavo tem um raio de curvatura de 20 cm. Qual é a distância focal do espelho? A) 5 cm B) 10 cm C) 15 cm D) 20 cm **Resposta:** B) 10 cm **Explicação:** A distância focal \( f \) de um espelho esférico é dada pela relação \( f = \frac{R}{2} \), onde \( R \) é o raio de curvatura. Portanto, para um raio de curvatura de 20 cm, a distância focal é \( f = \frac{20 \, cm}{2} = 10 \, cm \). **Questão 5:** Um objeto é colocado a 30 cm de um espelho plano. A imagem formada é: A) Real e invertida B) Virtual e invertida C) Real e do mesmo tamanho D) Virtual e do mesmo tamanho **Resposta:** D) Virtual e do mesmo tamanho **Explicação:** Um espelho plano sempre forma uma imagem virtual, que está a uma distância igual à do objeto, mas do lado oposto do espelho. A imagem é do mesmo tamanho que o objeto e está a 30 cm do espelho. **Questão 6:** Em um experimento de difração de luz em uma fenda única, se a largura da fenda é reduzida, o padrão de difração se torna: A) Mais estreito B) Mais largo C) Inalterado D) Mais intenso **Resposta:** B) Mais largo **Explicação:** Quando a largura da fenda é reduzida, o ângulo de difração aumenta, resultando em um padrão de difração mais amplo. Isso ocorre porque a relação entre a largura da fenda e o comprimento de onda da luz afeta o grau de difração. **Questão 7:** Um laser de \( 500 \, nm \) é usado para iluminar uma fenda dupla com uma separação de \( 0,1 \, mm \). Qual é a distância entre os máximos de interferência na tela a \( 1 \, m \) de distância?