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87. **Qual é a energia de um estado excitado \( n=2 \) de um átomo de hidrogênio?**
- A) \( -3.4 \, \text{eV} \)
- B) \( -1.51 \, \text{eV} \)
- C) \( -4.9 \, \text{eV} \)
- D) \( -13.6 \, \text{eV} \)
**Resposta:** A) \( -3.4 \, \text{eV} \)
**Explicação:** A energia do estado \( n \) é dada por \( E_n = -\frac{13.6}{n^2} \). Para \(
n=2 \), temos \( E_2 = -\frac{13.6}{4} = -3.4 \, \text{eV} \).
88. **Qual é a energia de um fóton com comprimento de onda \( 600 \, \text{nm} \)?**
- A) \( 2.07 \, \text{eV} \)
- B) \( 3.10 \, \text{eV} \)
- C) \( 1.65 \, \text{eV} \)
- D) \( 4.96 \, \text{eV} \)
**Resposta:** A) \( 2.07 \, \text{eV} \)
**Explicação:** A energia de um fóton é dada por \( E = \frac{hc}{\lambda} \). Com \(
\lambda = 600 \, \text{nm} \), temos \( E \approx 2.07 \, \text{eV} \).
89. **Qual é a função de onda de um estado fundamental em um oscilador harmônico
quântico?**
- A) \( \psi(x) = A e^{-\frac{x^2}{2}} \)
- B) \( \psi(x) = A \sin(x) \)
- C) \( \psi(x) = A e^{x^2} \)
- D) \( \psi(x) = A \cos(x) \)
**Resposta:** A) \( \psi(x) = A e^{-\frac{x^2}{2}} \)
**Explicação:** A função de onda do estado fundamental em um oscilador harmônico
quântico é dada por \( \psi_0(x) = A e^{-\frac{x^2}{2}} \).
90. **Qual é a relação entre a energia e a temperatura de um sistema em equilíbrio
térmico?**
- A) \( E = kT \)
- B) \( E = 2kT \)
- C) \( E = \frac{3}{2} kT \)
- D) \( E = 0 \)
**Resposta:** C) \( E = \frac{3}{2} kT \)
**Explicação:** A energia média de um sistema em equilíbrio térmico é dada por \( E =
\frac{3}{2} kT \).
91. **Qual é a energia de um estado excitado \( n=4 \) de um átomo de hidrogênio?**
- A) \( -0.85 \, \text{eV} \)
- B) \( -0.34 \, \text{eV} \)
- C) \( -3.4 \, \text{eV} \)
- D) \( -13.6 \, \text{eV} \)
**Resposta:** A) \( -0.85 \, \text{eV} \)
**Explicação:** A energia do estado \( n \) é dada por \( E_n = -\frac{13.6}{n^2} \). Para \(
n=4 \), temos \( E_4 = -\frac{13.6}{16} = -0.85 \, \text{eV} \).
92. **Qual é a energia total de um sistema de três partículas idênticas em um estado de
energia \( E \)?**
- A) \( 3E \)
- B) \( 2E \)
- C) \( E \)
- D) \( 4E \)
**Resposta:** A) \( 3E \)
**Explicação:** A energia total de um sistema de três partículas idênticas em um
estado de energia \( E \) é a soma das energias das partículas, resultando em \( 3E \).
93. **Qual é a constante de Boltzmann \( k \) em Joules por Kelvin?**
- A) \( 1.38 \times 10^{-23} \)
- B) \( 6.63 \times 10^{-34} \)
- C) \( 3.14 \times 10^{-34} \)
- D) \( 4.14 \times 10^{-15} \)
**Resposta:** A) \( 1.38 \times 10^{-23} \)
**Explicação:** A constante de Boltzmann é uma constante fundamental na física
estatística e tem o valor \( k = 1.38 \times 10^{-23} \, \text{J/K} \).
94. **Qual é a relação entre a energia e a temperatura de um sistema em equilíbrio
térmico?**
-
Claro, aqui estão 100 problemas de Física Experimental, todos focados em cálculos e
questões de múltipla escolha. Cada problema será único e elaborado para proporcionar
um desafio:
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**Questão 1:** Um bloco de madeira de massa 2 kg está deslizando sobre um plano
inclinado com um ângulo de 30°. Qual é a aceleração do bloco, considerando o
coeficiente de atrito dinâmico entre a madeira e a superfície de 0,1?
Alternativas:
A) 4,9 m/s²
B) 3,0 m/s²
C) 1,7 m/s²
D) 2,5 m/s²
Resposta: B) 3,0 m/s²
Explicação: A força da gravidade que atua paralela ao plano inclinado é \( mg \sin(\theta)
\) e a força de atrito é \( \mu N \), onde \( N \) é a força normal \( mg \cos(\theta) \). Assim, a
força resultante é \( mg \sin(\theta) - \mu mg \cos(\theta) \). A aceleração é dada por \( a =
\frac{F_{resultante}}{m} \).
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