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C) -0,00035 N·m
D) -0,00040 N·m
**Resposta: A)** A energia potencial é \( U = -pE \). Assim, \( U = -5 \times 10^{-29} \cdot
500 = -2,5 \times 10^{-26} \, J \).
88. Uma carga de 3 µC é colocada em um campo elétrico de 200 N/C. Qual é a força sobre
a carga?
A) 0,0006 N
B) 0,0008 N
C) 0,0009 N
D) 0,0010 N
**Resposta: B)** A força é dada por \( F = qE = 3 \times 10^{-6} \cdot 200 = 0,0006 \, N \).
89. Um capacitor de 20 µF é carregado a uma tensão de 10 V. Qual é a energia
armazenada no capacitor?
A) 0,0001 J
B) 0,0002 J
C) 0,0003 J
D) 0,0004 J
**Resposta: A)** A energia é dada por \( U = \frac{1}{2} C V^2 \). Assim, \( U = \frac{1}{2}
\cdot 20 \times 10^{-6} \cdot 10^2 = 0,0001 \, J \).
90. Um solenoide de 150 espiras e comprimento de 0,8 m transporta uma corrente de 2 A.
Qual é o campo magnético dentro do solenoide?
A) 0,01 T
B) 0,02 T
C) 0,03 T
D) 0,04 T
**Resposta: B)** O campo magnético é dado por \( B = \mu_0 \cdot n \cdot I \). Aqui, \( n =
\frac{150}{0,8} = 187,5 \, espiras/m \). Assim, \( B = (4\pi \times 10^{-7}) \cdot 187,5 \cdot 2
= 0,0005 \, T \).
Esses são os 90 problemas de eletromagnetismo que você pediu, com suas respectivas
respostas e explicações detalhadas. Se precisar de mais alguma coisa, é só avisar!
Claro, posso ajudar com isso! Aqui estão 100 problemas de Física Quântica com múltipla
escolha, cada um com uma explicação detalhada.
1. Um elétron está em um estado quântico descrito pela função de onda \( \psi(x) = A e^{-
x^2/a^2} \), onde \( A \) é uma constante de normalização e \( a \) é uma constante de
comprimento. Determine o valor de \( A \) se \( a = 1 \) e a normalização é feita no intervalo
de \( -\infty \) a \( +\infty \).
a) \( \frac{1}{\sqrt{\pi}} \)
b) \( \frac{1}{\sqrt{2\pi}} \)
c) \( \frac{1}{\sqrt{a}} \)
d) \( \frac{1}{\sqrt{2a}} \)
**Resposta:** a) \( \frac{1}{\sqrt{\pi}} \)
**Explicação:** Para normalizar a função de onda, integramos o quadrado da função de
onda sobre todo o espaço e igualamos a 1:
\[
\int_{-\infty}^{+\infty} |A|^2 e^{-2x^2/a^2} dx = 1
\]
Usando a integral gaussiana, encontramos \( A = \frac{1}{\sqrt{\pi}} \).
2. Um fóton tem uma energia de \( 3 \, eV \). Qual é o comprimento de onda associado a
esse fóton? (Use \( h = 4.1357 \times 10^{-15} \, eV \cdot s \) e \( c = 3 \times 10^8 \, m/s \)).
a) \( 400 \, nm \)
b) \( 500 \, nm \)
c) \( 600 \, nm \)
d) \( 700 \, nm \)
**Resposta:** a) \( 400 \, nm \)
**Explicação:** A energia de um fóton é dada por \( E = \frac{hc}{\lambda} \).
Rearranjando para encontrar o comprimento de onda:
\[
\lambda = \frac{hc}{E} = \frac{(4.1357 \times 10^{-15} \, eV \cdot s)(3 \times 10^8 \,
m/s)}{3 \, eV} \approx 4.13 \times 10^{-7} \, m = 413 \, nm
\]
3. Um sistema de dois níveis é descrito por uma função de onda \( \psi = c_1 |1\rangle +
c_2 |2\rangle \). Se \( |c_1|^2 = 0.6 \) e \( |c_2|^2 = 0.4 \), qual é a probabilidade de
encontrar a partícula no estado \( |2\rangle \)?
a) 0.1
b) 0.2
c) 0.4
d) 0.6
**Resposta:** c) 0.4
**Explicação:** A probabilidade de encontrar a partícula em um estado específico é
dada pelo módulo ao quadrado do coeficiente de expansão. Assim, \( P(2) = |c_2|^2 = 0.4
\).
4. Um elétron em um poço quântico unidimensional infinito tem uma energia dada por \(
E_n = \frac{n^2 h^2}{8mL^2} \), onde \( n \) é o número quântico, \( m \) é a massa do
elétron e \( L \) é o comprimento do poço. Se \( L = 1 \, nm \) e \( n = 1 \), qual é a energia do
elétron? (Use \( h = 1.054 \times 10^{-34} \, J \cdot s \) e \( m = 9.11 \times 10^{-31} \, kg \)).
a) \( 6.02 \, eV \)
b) \( 10.2 \, eV \)
c) \( 12.1 \, eV \)
d) \( 15.0 \, eV \)
**Resposta:** b) \( 10.2 \, eV \)
**Explicação:** Calculando a energia:
\[
E_1 = \frac{(1.054 \times 10^{-34})^2}{8(9.11 \times 10^{-31})(1 \times 10^{-9})^2}
\approx 1.67 \times 10^{-18} \, J \approx 10.2 \, eV
\]
5. A função de onda de uma partícula em um poço de potencial é dada por \( \psi(x) = A
\sin\left(\frac{n\pi x}{L}\right) \). A condição de contorno para \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 0
\) leva a que \( n \) deve ser:
a) Par
b) Ímpar
c) Qualquer inteiro
d) Zero
**Resposta:** c) Qualquer inteiro