Questões de Concurso

Das muitas verificações experimentais da relatividade especial de Einstein está a detecção de múons presentes nos raios cósmicos na superfície terrestre. O tempo de vida desses múons não seria suficiente para que chegassem à superfície após cruzar a atmosfera. O tempo de vida dos múons é de cerca de 2 x 10^-6 s.

Considere que os múons estão se deslocando à velocidade de 0,9999c. c = 3 x 10⁸ m/s, o fator de lorentz neste caso é de:




Considerando a distância percorrida dada pela estimativa clássica de velocidade vezes tempo, as distâncias percorridas pelo múon considerando: I) o tempo de vida e; II) o tempo de vida dilatado temporalmente no referencial do múon em relação à Terra, são, respectiva e aproximadamente:

Em 2020 a física Andreia Ghez recebeu o prêmio Nobel de Física por seus trabalhos na descrição do buraco negro que existe no centro da Via Láctea a partir do movimento observado de estrelas, registrado ao longo de cerca de 20 anos. Abaixo vemos a reconstrução da trajetória de estrelas (círculos) em torno de um ponto (indicado visualmente por uma estrela de cinco pontas, que representa a posição do buraco negro nas imagens). 



Fonte: UCLA Galactic Center Group - https://youtu.be/tMax0KgyZZU 

Considere as afirmativas abaixo.

I. A partir do período orbital e dos raios médios identificados para as diferentes estrelas observadas é possível inferir a massa do buraco negro. II. Os dados todos são incompatíveis com as leis de Kepler já que buracos negros só podem ser descritos pela relatividade geral de Einstein. III. A proporção entre o quadrado do período das órbitas e o cubo de seus raios médios deve resultar um valor relativamente consistente para as órbitas fechadas que sejam identificadas pelos pesquisadores.

Estão corretas as afirmativas:

Galileo, após ser condenado pelo tribunal da santa inquisição ao cárcere privado pelos últimos anos de sua vida, realizou e documentou o famoso experimento da rampa (plano inclinado) que resume o paradigma da experimentação na ciência moderna, e em particular o conduziu à famosa frase “O livro da natureza está escrito em linguagem matemática” - algo que podemos considerar como sendo a conquista que é realizada com a ciência newtoniana e a física de maneira geral. Sobre o experimento do plano inclinado são feitas as afirmações abaixo.

I. A sequência de números 1, 4, 9, 16… é compatível com as medidas de posição do corpo, em relação ao topo da rampa, em termos dos intervalos de tempo iguais e consecutivos numerados por 1, 2, 3, … etc. unidades de tempo, independentemente do sistema de unidades adotado. II. A sequência de números ímpares 1, 3, 5,... ocorre para os deslocamentos consecutivos do corpo entre intervalos de tempo iguais e consecutivos, independentemente do sistema de unidades adotado. III. Galileo utilizou a rampa, mas seria possível também ter considerado diretamente a queda vertical dos corpos, na medida em que era possível realizar as medidas de tempo com boa qualidade já com a tecnologia dos relógios e cronômetros de sua época.

Estão corretas as afirmativas:

      Nas discussões que envolvem as teorias corpuscular e ondulatória da luz, a descrição e a caracterização do fenômeno denominado radiação do corpo negro foi importante para o fortalecimento da teoria corpuscular da luz e para a criação da Física Quântica. Os gráficos precedentes referem-se à densidade espectral de energia em função do comprimento de onda do corpo negro para as principais teorias proposta na descrição do referido fenômeno. Já os círculos, no gráfico, referem-se aos dados experimentais. A expressão matemática para a lei de Planck, que está de acordo com os resultados experimentais, é dada por 




em que h é a constante de Planck, k é a constante de Boltzmann, v é a frequência da radiação do corpo negro, T é a temperatura absoluta e c é a velocidade da luz no vácuo. 

Considerando essas informações, assinale a opção correta.

Uma fonte de luz monocromática com comprimento de onda igual a 550Å gera 5 watts de potência.
A velocidade da luz é igual a c = 3 x 10⁸m/s.
Assinale a opção que expressa o número de fótons emitidos por segundo pela referida fonte de luz.