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74. Um sistema quântico tem uma função de onda \( \psi(x) = A \sin(kx) \). Qual é a
condição de contorno para \( \psi \) ser uma solução válida em um poço de potencial
infinito?
A) \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 0 \)
B) \( \psi(0) = 1 \) e \( \psi(L) = 1 \)
C) \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 1 \)
D) \( \psi(0) = 1 \) e \( \psi(L) = 0 \)
**Resposta:** A
**Explicação:** Para um poço de potencial infinito, a função de onda deve ser zero nas
bordas do poço, ou seja, \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 0 \).
75. Um sistema quântico tem uma função de onda \( \psi(x) = A e^{-\alpha x^2} \). Qual é a
condição para que a função de onda seja normalizável?
A) \( \alpha > 0 \)
B) \( \alpha 0 \).
76. Um elétron em um poço de potencial infinito de comprimento \( L \) está no nível \(
n=3 \). Qual é a energia desse nível?
A) \( 9E_1 \)
B) \( 3E_1 \)
C) \( E_1 \)
D) \( 8E_1 \)
**Resposta:** A
**Explicação:** A energia em um poço de potencial é dada por \( E_n = \frac{n^2
h^2}{8mL^2} \). Para \( n=3 \), temos \( E_3 = 9E_1 \).
77. Um sistema quântico tem uma função de onda \( \psi(x) = A \sin(kx) \). Qual é o valor
de \( k \) se \( L = 1 \, \text{m} \)?
A) \( k = \frac{\pi}{L} \)
B) \( k = \frac{2\pi}{L} \)
C) \( k = \frac{3\pi}{L} \)
D) \( k = \frac{L}{\pi} \)
**Resposta:** B
**Explicação:** Para um poço de potencial infinito, os valores de \( k \) são dados por \(
k_n = \frac{n\pi}{L} \). Para \( n=1 \), temos \( k = \frac{\pi}{L} \). Para \( n=2 \), \( k =
\frac{2\pi}{L} \).
78. Um sistema quântico possui uma função de onda \( \psi(x) = A e^{-\beta |x|} \). Qual é a
energia total do sistema se \( \beta = 1 \)?
A) \( 1 \, \text{eV} \)
B) \( 2 \, \text{eV} \)
C) \( 0.5 \, \text{eV} \)
D) \( 0 \, \text{eV} \)
**Resposta:** D
**Explicação:** A energia total de um estado não é diretamente dada apenas pela
função de onda. Para calcular a energia total, precisaríamos conhecer a forma do
Hamiltoniano do sistema.
79. Um elétron tem uma energia cinética de \( 2 \, \text{eV} \). Qual é a sua velocidade?
A) \( 2.65 \times 10^6 \, \text{m/s} \)
B) \( 1.73 \times 10^6 \, \text{m/s} \)
C) \( 3.0 \times 10^6 \, \text{m/s} \)
D) \( 4.0 \times 10^6 \, \text{m/s} \)
**Resposta:** B
**Explicação:** A energia cinética é dada por \( K = \frac{1}{2} mv^2 \). Para \( K = 2 \,
\text{eV} = 3.2 \times 10^{-19} \, \text{J} \) e \( m = 9.11 \times 10^{-31} \, \text{kg} \), temos
\( v = \sqrt{\frac{2K}{m}} = \sqrt{\frac{2 \times 3.2 \times 10^{-19}}{9.11 \times 10^{-31}}}
\approx 1.73 \times 10^6 \, \text{m/s} \).
80. Em um poço de potencial infinito, a função de onda no estado fundamental é \( \psi(x)
= A \sin\left(\frac{\pi x}{L}\right) \). Qual é a condição para a normalização?
A) \( \int_0^L |\psi(x)|^2 dx = 1 \)
B) \( \int_{-\infty}^{\infty} |\psi(x)|^2 dx = 1 \)
C) \( \int_0^{\infty} |\psi(x)|^2 dx = 1 \)
D) \( \int_{-\infty}^{0} |\psi(x)|^2 dx = 1 \)
**Resposta:** A
**Explicação:** A condição de normalização para a função de onda em um intervalo
finito é que a integral do quadrado da função de onda sobre esse intervalo seja igual a 1: \(
\int_0^L |\psi(x)|^2 dx = 1 \).
81. Qual é a energia do primeiro nível excitado de um átomo de hidrogênio?
A) \( -3.4 \, \text{eV} \)
B) \( -13.6 \, \text{eV} \)
C) \( -1.51 \, \text{eV} \)
D) \( -0.85 \, \text{eV} \)
**Resposta:** A
**Explicação:** A energia do primeiro nível excitado (n=2) é dada por \( E_2 = -
\frac{13.6}{2^2} = -\frac{13.6}{4} = -3.4 \, \text{eV} \).
82. Um sistema quântico tem uma função de onda \( \psi(x) = A \sin(kx) \). Qual é a
condição de contorno para \( \psi \) ser uma solução válida em um poço de potencial
infinito?
A) \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 0 \)
B) \( \psi(0) = 1 \) e \( \psi(L) = 1 \)
C) \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 1 \)
Claro, aqui estão 100 questões de Física Experimental em formato de múltipla escolha,
cada uma com cálculos e explicações detalhadas.
**Questão 1:** Um bloco de 2 kg é puxado horizontalmente com uma força de 10 N. Qual
é a aceleração do bloco, considerando um atrito de 2 N?
Alternativas: a) 3 m/s² b) 4 m/s² c) 5 m/s² d) 6 m/s²
Resposta: a) 3 m/s²
Explicação: A força resultante \( F_r \) é dada por \( F - F_{atrito} = 10 N - 2 N = 8 N \).
Usando \( F = ma \), a aceleração \( a \) é \( a = F_r/m = 8N/2kg = 4 m/s² \).
**Questão 2:** Um pêndulo simples de comprimento 1 m oscila. Qual o período de
oscilação?