Questões de Concurso

Uma carga pontual Q é colocada em uma cavidade no interior de um condutor neutro isolado, conforme a figura a seguir. Seja r a distância de um ponto a Q e ∈₀ a permissividade elétrica do vácuo.O ponto pode estar dentro ou fora da casca condutora.
A intensidade do campo elétrico no ponto é igual a Q / ( 4 π∈₀r² )

Abaixo temos uma representação esquemática de uma junção PN. Pelo processo de dopagem são inseridos na região da junção (região de depleção ou região de carga espacial) portadores do tipo N (elétrons) e portadores do tipo P (buracos). Essa distribuição de carga é, então responsável pelo surgimento de uma barreira de potencial eletrostático aos portadores que forem cruzar a junção. Através de um campo externo essa barreira pode ser reduzida permitindo o trânsito de portadores (polarização direta) e portanto o diodo permite a passagem de portadores em apenas uma direção. Considerando uma região de depleção na forma de um cubo, e que a densidade de carga em cada lado da junção é uniforme em módulo Q/L³ . Utilizando a Lei de Gauss dE/dx = Q/(ε L³) e a definição de tensão dV/dx = -E, a diferença total de tensão entre os extremos de cada lado da junção será:

O efeito fotoelétrico foi descoberto em 1887 por Heinrich Hertz ao observar que eletrodos expostos a luz ultravioleta emitiam descargas elétricas mais facilmente. O fenômeno foi tratado por Einstein em 1905 evocando hipóteses ad hoc como retomar a hipótese corpuscular sobre a natureza da luz que incide sobre o metal permitindo a troca de momento e a discretização da energia carregada pela luz. A energia dos elétrons retirados do metal pela interação com os fótons incidentes é dada pela equação representada na imagem abaixo, onde Φ é a função trabalho (energia para retirar o portador do material), e o produto hf é a energia carregada como quantia de radiação pela luz de frequência f, h é a constante de ação de Planck introduzida no tratamento do problema do corpo negro em 1900. O modelo de Einstein foi validado experimentalmente em 1914 por Robert Millikan que também usa a equação de Einstein para obter o valor da constante h. O experimento consiste em se obter a curva de E versus f representada acima. Por extrapolação da reta é possível determinar a função trabalho. Considere um material como o sódio após analisado tem função trabalho de 4,3 eV e frequência de corte de aproximadamente 10 x 10¹⁴ Hz. O valor da constante de Planck em eV.s é:

Considere um circuito feito com uma bobina didática de alguns centímetros de raio e altura com milhares de voltas de fio de cobre ligada em série a uma lâmpada de 40W na tomada doméstica (AC) de 127V/60Hz. Considere as afirmações abaixo. I. A lâmpada acende mais forte se ela é ligada sem a bobina. II. O número de voltas de fio na bobina é indiferente à intensidade do campo magnético gerado. III. Ao aproximar um imã da bobina se poderá sentir a oscilação elétrica de 60Hz. IV. O uso de duas lâmpadas faria com que a corrente alternada ficasse menos intensa.
Estão corretas as afirmativas:

Uma espira quadrada de 20cm de lado é posta para girar com velocidade angular constante em torno de seu eixo (conforme diagrama, em torno do eixo z). Na região há apenas o campo magnético da Terra, uniforme e de intensidade 20 μT (microtesla, μ = 10^-6) na direção x do sistema de eixos. Assim, área exposta ao campo magnético evolui segundo A = 0,04 sin(ωt) [m² ]. Assinale a alternativa que apresenta qual deve ser a frequência angular da rotação do aro para que a tensão de pico na espira seja 1V: