Questões de Física para Concurso

Capacitores são elementos de circuito que podem armazenar energia quando submetidos a uma diferença de potencial. Num dado circuito, deseja-se que um capacitor de capacitância C armazene uma energia U = 8,0 mJ quando submetido a uma diferença de potencial ΔV = 4,0 V entre seus terminais. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da capacitância C desse capacitor. 

Um engenheiro mecânico precisa calcular a velocidade angular (em radianos por segundo) de um motor que realiza 120 rotações por minuto (RPM). Qual é a velocidade angular do motor? Adotando o valor de π (pi) igual a 3,14.

Em seu modelo para o átomo de hidrogênio, Niels Bohr postulou a quantização do momento angular L do elétron, que apenas poderia assumir valores dados por L=n (h/(2p)), onde h é uma constante e n um número quântico que só pode assumir valores inteiros n = 1, 2, 3, ... Ele mostrou que cada valor de n corresponde a uma trajetória circular diferente, com raio r = n² r_B, onde r_B é o chamado raio de Bohr. No estado fundamental do átomo (n=1), a velocidade do elétron é a chamada velocidade de Bohr, v_B. A velocidade do elétron no primeiro estado excitado (n=2) do átomo de hidrogênio é de:

A estrutura de níveis de energia vibracionais permitidos para uma molécula muitas vezes pode ser estudada experimentalmente analisando-se a interação da molécula com um elétron incidente. Uma medida deste tipo revela para uma certa molécula uma série de energias quantizadas. Os três primeiros termos de uma série de níveis de energia observados são 1,96 eV, 2,26 eV e 2,56 eV. Entre as opções abaixo, assinale aquela que apresenta um nível de energia compatível com esta série de energias quantizadas.

Segundo a relatividade restrita, a energia total (E), o momento linear (p) e a massa de repouso (m) de uma partícula se relacionam por E² = (p.c)² + (m.c² )² , onde c é a velocidade da luz no vácuo. Especificamente para um fóton, a relação entre energia total e momento linear é: