Prova e Gab - segunda chamada

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO 
 Departamento de Física
 Física Geral 4 – Segunda Chamada – Segundo Semestre/2017 
 05/12/2017 – 10:30 às 12:30
Nome
CPF Turma
1. Esta prova contém 12 questões objetivas, de múltipla escolha. Marque com um X uma das alternativas usando 
caneta azul ou preta. Questões com mais de uma opção marcada não serão pontuadas
2. Devolva apenas esta prova com as respostas assinaladas
3. Evite ingerir líquidos durante a prova porque não dispomos de fiscais para acompanhar idas ao banheiro
4. Celulares devem estar desligados e mantidos fora do alcance, junto com o restante do seu material didático
5. Os cálculos numéricos são simples, por isso não é permitido o uso de calculadoras eletrônicas
6. Devolver a prova apenas após as 11:15 h
7. Algumas fórmulas se encontram no fim da prova
8. Boa prova para todos.
1ª Unidade (3,5 pontos)
2ª Unidade (3,0 pontos)
Questão 1 [1,0] (Interferência) As ondas que passam por duas fendas estão inicialmente em fase e
produzem o segundo mínimo da figura de interferência em uma tela distante. A diferença de percurso das
duas ondas corresponde a
(a) meio comprimento de onda.
(b) um comprimento de onda.
(c) três meios comprimentos de onda.
(d) dois comprimentos de onda.
(e) cinco meios comprimentos de onda.
Questão 2[1,0] (Interferência) Em um experimento para medir o comprimento de onda da luz usando 
uma dupla fenda com uma tela de observação distante, verifica-se que as franjas estão próximas demais 
para serem contadas. Uma forma de aumentar a distância entre as franjas é
(a) reduzir a distância entre as fendas.
(b) aumentar a distância entre as fendas.
(c) aumentar a largura das fendas.
(d) reduzir a largura das fendas.
(e) Nenhuma das respostas anteriores.
Questão 3 [0,5] (Ondas Eletromagnéticas) Se uma fonte pontual isotrópica emite ondas eletromagnéticas
com uma potência de 100 W, a intensidade das ondas a 10 m de distância da fonte é aproximadamente
(a) 10 W/m2 (b) 1,6 W/m2 (c) 1,0 W/m2 (d) 0,1 W/m2 (e) 0,024W/m2
Questão 4 [1,0] (Ondas Eletromagnéticas) Em um conjunto formado por três filtros polarizadores, as 
direções de polarização do primeiro e do terceiro filtros são mutuamente perpendiculares e a direção de 
polarização do segundo filtro faz um ângulo de 45° com as direções de polarização dos outros dois. A 
razão entre a intensidade da luz transmitida pelo conjunto e a intensidade da luz não polarizada incidente é
(a) 1/2 (b) 1/3 (c)1/4 (d) 1/8 (e) 0
 NOTA
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 Física Geral 4 – Segunda Chamada – Segundo Semestre/2017 
 05/12/2017 – 10:30 às 12:30
3ª Unidade (3,5 pontos)
Enunciado para as questões 5 e 6 (Relatividade) Uma nave espacial com um comprimento próprio de 100 m,
que está se movendo a uma velocidade de 0,8c, passa por um cronômetro que registra o intervalo de tempo entre
a passagem do nariz e da cauda da nave. 
Questão 5 [0,5] O comprimento da nave no referencial do cronômetro é
(a) 15 m (b) 30 m (c) 60 m (d) 100 m (e) 120 m
Questão 6 [0,5] O intervalo de tempo medido no cronômetro é
(a) 0,20 ms (b) 0,25 ms (c) 0,33 ms (d) 0,52 ms (e) 0,69 ms
Questão 7 [1,0] (Relatividade)Se a estrela S1 está se afastando da Terra a uma velocidade de 0,8c e a estrela S2
está se afastando da Terra, na
direção oposta, a uma velocidade
de 0,5c, veja a figura ao lado, o
módulo da velocidade de S1
medida por um observador em S2 é
(a) 0,21c (b) 0,50c (c) 0,93c (d) 1,3c (e) 2,2c
Questão 8 [1,0] (Grades de difração) Um feixe de luz com comprimento
de onda l incide normalmente em uma rede de difração G. Na tela S, a
linha central está no ponto P e a linha de primeira ordem está no ponto Q,
como mostra a figura. A distância entre fendas vizinhas da rede é dada por
(a) 3l/5 (b) 3l/4 (c) 4l/5 (d) 5l/4 (e) 5l/3
Questão 11 [1,0] (Átomo de hidrogênio) Um átomo de hidrogênio encontra-se em seu 1º estado excitado. O
comprimento de onda mínimo necessário para ionizar o átomo é aproximadamente
(a) 100 nm (b) 400 nm (c) 500 nm (d) 700 nm (e) 800 nm
Questão 12 [1,0] (Sistemas de muitas partículas confinadas) Em um poço de potencial infinito quadrado de 
lados existem 6 elétrons de massa .
Se o sistema está no estado fundamental e um sétimo elétron é introduzido, a menor energia que o novo elétron
pode possuir é
(a) (b) (c) (d) (e) 
Enunciado para as questões 9 e 10 (Efeito fotoelétrico) O comprimento de onda correspondente à frequência
de corte da prata é 325 nm. 
Questão 9 [1,0] Qual o valor aproximado da função trabalho da prata?
(a) 1 eV (b) 3 eV (c) 4 eV (d) 7 eV (e) 9 eV
Questão 10 [0,5] Qual a energia cinética máxima aproximada dos elétrons ejetados de uma placa de prata
iluminada por luz ultravioleta de 254 nm?
(a) 1 eV (b) 3 eV (c) 4 eV (d) 7 eV (e) 9 eV
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Fórmulas e constantes fundamentais que podem ser úteis. 
•
•
•
• Equação de Schrodinger em um dimensão: 
• Energias do átomo de hidrogênio 
• Princípio da incerteza de Heisenberg: 
•
• Intensidade da luz difratada por uma fenda de largura a: , com 
• O primeiro mínimo de difração por uma abertura circular de diâmetro ocorre em um ângulo tal que
 .
• Transformações de Lorentz entre dois referenciais com uma velocidade relativa na direção :
 e , com , onde .
• Transformação de velocidades entre dois referenciais com velocidade relativa na direção :
.
• Efeito Doppler relativístico: .
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 05/12/2017 – 10:30 às 12:30
Gabarito
1) Os mínimos de interferência ocorrem em ângulos . A diferença de fase 
entre as ondas vindas das duas fendas é exatamente , de modo que para o segundo mínimo ( ) a diferença de
percurso é . letra (c)
2) Como os máximos de interferência ocorrem em ângulos , a separação angular entre máximos vizinhos é 
dada por , supondo que a tela de observação está muito distante das fendas. De forma que podemos aumentar a 
separação entre os máximos de interferência diminuindo a separação entre as fendas. letra (a)
3) Como a fonte é isotrópica e pontual, , onde é a distância da fonte ao ponto de observação. Como
 e , temos que . letra(d)
4) Seja I_0 a intensidade da luz não polarizada incidente no 1º filtro. Como a luz é não polarizada, a intensidade que 
transmitida pelo primeiro filtro é , com a luz polarizada na diereção de polarização do 1º filtro. O 2º filtro faz um 
ângulo de 45° com o primeiro, portanto a intensidade transmitida pelo segundo filtro será , 
polarizada na direção de polarização do 2º filtro. O 3º filtro faz um ângulo de 45° com o 2º, portanto a intensidade 
transmitida pelo 3º filtro será . letra (d)
5) O comprimento medido no referencial do cronômetro sofreu uma contração, , com
, logo . letra (c)
6) O intervalo de tempo medido no referencial do cronômetro é simplesmente . 
letra (b)
7) Colocando o sentido de x crescente para a direita, como no formulário, a velocidade do referencial da estrela S2 em 
relação ao referencial da Terra é , enquanto que a velocidade da estrela S1 no referencial da Terra é 
. A velocidade de S1 no referencial de S2 será . letra (c).
8) As linhas de difração ocorrem em ângulos tais que , onde é a ordem da linha. Pela figura ve mosque para , logo . letra (e)
9) . letra (c)
10) . letra (a)
11) Como a energia do 1º estado excitado é , o fóton capaz de ionizar o átomo tem uma energia mínima 
de 3,4 eV, ou seja, um comprimento de onda . letra (b)
12) As energias mais baixas de uma partícula são 2, 5 e 8 em unidades de , com um estado nos primeiro e 
terceiro níveis, enquanto o segundo nível tem dois estados. Desta forma, satisfazendo o princípio de exclusão de Pauli, 
o sistema com 6 elétrons ocupa todos os estados de uma partícula disponíveis no 1º e no segundo níveis. Com isso, o 
nível de energia mais baixo disponível para a sétima partícula tem energia 8. letra (c)
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