Questões de Concurso Para física

Um grande imã gera, em uma região do espaço, um campo magnético uniforme, orientado verticalmente para cima. Um feixe de elétrons é lançado horizontalmente, nessa região.
Logo após entrar nessa região, esse feixe de elétrons é

A energia interna de um gás ideal diatômico depende apenas de sua temperatura. Esse gás ideal passa por um processo isotérmico, em contato com uma fonte térmica à temperatura T. Observa-se que ele realiza um trabalho total de 350 J sobre o meio ambiente.

O calor trocado pelo gás com a fonte térmica T é igual a 

Uma máquina térmica reversível realiza trabalho em ciclos, de modo que retira 240 J de uma fonte quente a 627 ºC e rejeita 80 J em uma fonte fria à temperatura T_F. Qual é, em ºC, a temperatura T_F?  

Em um acelerador eletrostático linear, com comprimento igual a 6,0 m, prótons são acelerados a partir do repouso até uma velocidade final de 4,0 . 10⁶ m/s.
Qual é a diferença de potencial, em kV, na qual esse acelerador opera?

Dado carga elétrica do próton = 1,6 . 10^-19 C massa do próton = 1,7 . 10^-27 kg

Um cilindro longo de um material de condutividade térmica k, comprimento L e raio da seção reta R, está colocado entre uma fonte fria à temperatura T_F e uma fonte quente à temperatura T_Q. O fluxo estacionário de calor que passa por esse cilindro é J₁ . Um outro cilindro, feito de outro material, com condutividade térmica k/2, comprimento 4L e raio de seção reta 4R, é colocado entre as mesmas fontes, fria e quente. Para esse segundo cilindro, o fluxo estacionário de calor é J₂ .

A relação entre os fluxos estacionários de calor, J₂ /J₁ , é igual a

Considere uma força magnética atuando em um condutor retilíneo de comprimento , percorrido por uma corrente i. Esse condutor está imerso em uma região onde existe um campo magnético uniforme , que forma um ângulo θ com o condutor.

Essa força magnética é representada pela seguinte equação:

O descarregamento de uma caixa de massa m é realizado com o deslizamento da caixa por um plano inclinado de a graus (10º < α < 30º), conforme mostrado na Figura. 




Considerando-se nulo o atrito entre a caixa e o plano, e sendo g a aceleração da gravidade, a aceleração de deslizamento da caixa sobre o plano

Um carrinho utilizado na movimentação de cargas em um armazém é puxado do repouso até uma velocidade de 2,0 m/s em 4 segundos e com movimento uniformemente variado.
A distância, em metros, percorrida pelo carrinho durante esse tempo é

O entendimento do efeito fotoelétrico, no início do século XX, desempenhou um papel crucial no desenvolvimento da teoria quântica e gerou avanços na compreensão da natureza elétrica da matéria.
O princípio fundamental do efeito fotoelétrico consiste na 

Observe os circuitos elétricos a seguir, atentando para a posição da(s) pilha(s), e assinale qual deles é o único capaz de acender a lâmpada? 

Auxílios ópticos são equipamentos ou instrumentos que ajudam a pessoa com baixa visão a melhorar sua visão residual, geralmente pelo aumento da imagem. Já os chamados auxílios não ópticos consistem na adequação do ambiente de trabalho e leitura para que a pessoa exerça suas atividades de forma mais eficiente. Como exemplo de auxílio não óptico, é correto mencionar:

Eclipse é uma palavra de derivação grega que significa “desaparição”. Em Astronomia, é definido como um fenômeno de interposição de astros que impede que a luz de uma estrela chegue até a superfície de outro astro. Sobre o assunto, assinalar a alternativa CORRETA:

Qual é, em kelvin (K), a temperatura de 86°F?

Um corpo, de massa 0,5kg, desenvolve uma aceleração constante de 2,5m/s² devido à ação de três formas. Qual a intensidade da força resultante que atua sobre esse corpo?

A óptica de elétrons é uma área essencial na construção e no funcionamento de equipamentos de microscopia e aceleradores de partículas. Nesses sistemas, a fonte de elétrons é muitas vezes baseada na emissão termiônica, onde um eletrodo (filamento) é aquecido a altas temperaturas e os elétrons são ejetados e acelerados por um potencial elétrico E₀ . Fontes termiônicas apresentam perda de coerência temporal devido à dispersão em energia (ΔE) do feixe de elétrons emitido. Essa dispersão em energia indica quão monocromática é a radiação emitida, e apresenta efeitos na resolução de sistemas ópticos devido à chamada ‘aberração cromática’, ilustrada na figura 18. 




Disponível em: https://www.jeol.com/words/semterms/20121024.011200.php. Acesso em: 15 ago. 2023. (Adaptado).

Essa dispersão no plano focal é denominado "círculo de mínima confusão", cujo diâmetro é dado pela equação: 


onde d é o diâmetro do “círculo de mínima confusão”; C_c é o coeficiente de aberração cromática da lente; ΔE é a dispersão em energia do feixe de elétrons; E₀ é a energia do feixe; e α é o semi-ângulo de convergência na lente. Sobre esses conceitos, assinale (V) para Verdadeiro ou (F) para falso nas afirmações a seguir:

( ) Aumentar a distância focal pode reduzir o efeito da aberração cromática.
( ) Reduzir a energia do feixe de elétrons reduz o efeito da aberração cromática.
( ) Aumentar a energia do feixe aumenta a profundidade de foco do sistema óptico.
( ) Aumentar a temperatura da fonte emissora leva a um aumento na dispersão em energia do feixe, intensificando o efeito da aberração cromática.
( ) Aumentar o tamanho da abertura na lente leva a uma redução no efeito da aberração cromática.

A sequência correta é: 

A partir da teoria cinética, tem-se que as moléculas de um gás mantêm um movimento aleatório e podem sofrer colisões. Entre duas colisões sucessivas, uma molécula se move em linha reta com velocidade uniforme. Tal percurso entre duas colisões sucessivas é chamado de Livre Caminho Médio e pode ser expresso pela equação:


onde λ é o livre caminho médio; d é o diâmetro da molécula; n é a densidade das moléculas no meio (moléculas/m³ ).
Considere uma amostra de oxigênio a 27 ºC e 1 atm (101,3×10³ Pa). Calcule o livre caminho médio da molécula de oxigênio, considerando o sistema como um gás ideal e que o tamanho da molécula de oxigênio é de 2,9 Å.
Dados: Constante de Boltzmann k = 1,381×10^-23 J.K^-1.
O valor calculado é, aproximadamente,

Considere que, em um semicondutor intrínseco, com baixa concentração de portadores de carga, a distribuição de elétrons entre as bandas de valência e de condução pode ser aproximada pela distribuição de Maxwell-Boltzmann, que pode ser escrita na seguinte forma:




onde N(E) é número de partículas em uma determinada energia E; N é o número total de partículas no sistema; Z é uma função de partição; E₀ é um nível de energia de referência; k é a constante de Boltzmann (8,617 × 10^-5eV.K^-1); e T é a temperatura de equilíbrio.
Sabendo que o band-gap do silício puro é de 1,1 eV, qual é aproximadamente a razão entre o número de elétrons na base da sua banda de condução e no topo da sua banda de valência em uma temperatura de 27 ºC?

Considere a figura 17, em que se apresentam duas situações que favorecem a obtenção de contatos ôhmicos em dispositivos eletrônicos.


S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd ed, Wiley, 1981, p. 306.

Assinale V para (verdadeira) ou F para (falsa) para as afirmativas a seguir:
( ) No caso (a) pode existir assimetria da curva do módulo da corrente versus a tensão, mesmo que pequena.
( ) Essas estratégias só funcionam para semicondutores tipo n.
( ) No caso (b) o mecanismo principal de injeção de carga será tunelamento.

A sequência correta é:

Na segunda metade do século XIX, E. Abbe, trabalhando com Carl Zeiss em uma pequena fábrica de microscópios em Jena, propôs o modelo, hoje em dia conhecido como princípio de Abbe, que uma onda plana incidindo em um objeto situado no plano focal anterior (Σ₀ ) de uma lente convergente (L_t ) forma um padrão de difração no plano focal posterior (Σ_t ), e a imagem se forma no plano imagem (Σ_i ) como mostrado na figura 16. Sendo a onda incidente uma onda plana pode-se utilizar o formalismo de Fourier na análise e tratamento dos dados no espaço de frequências. O princípio de Abbe tornou-se, então, a base de diversas técnicas como filtros espaciais e campo claro/campo escuro. 





HECHT, Eugene. Optics. Reading, Mass.: Addison-Wesley Publishing, 1987, p. 563.


Assinale se a afirmação é V (verdadeira) ou F (falsa) para as afirmativas abaixo:

( ) A obtenção de imagens com alta resolução espacial depende da informação de alta frequência no plano focal.
( ) Quanto menor a abertura numérica de uma lente objetiva em um microscópio de luz visível, maior a resolução.
( ) Uma imagem de microscopia de campo claro é composta essencialmente por ondas não difratadas.
( ) A microscopia de campo escuro, em microscópios eletrônicos, permite a escolha de imagens com orientação cristalográfica específica.

A sequência correta é: