Questões de Vestibular Sobre física moderna em física

Aceleradores de partículas, como o Large Hadron Colider (LHC), existente na Organização Europeia de Pesquisa Nuclear (CERN), localizado em Genebra na fronteira da Suíça com a França, podem acelerar partículas até velocidades próximas à velocidade da luz.
Pode-se afirmar que a massa de uma partícula que atinge 90% da velocidade da luz é:

Quando investigava a natureza eletromagnética da luz, em 1887, Heinrich Hertz, estudando a produção de descargas elétricas entre duas superfícies de metal em potenciais elétricos diferentes, observou que uma faísca proveniente de uma superfície gerava uma faísca secundária na outra. Porém essa faísca era difícil de ser vista, então Hertz colocou um obstáculo para impedir que a incidência direta da luz sobre o sistema ofuscasse sua observação. Isso causou uma diminuição da faísca secundária. Depois de uma série de experiências, ele confirmou que a luz pode gerar faíscas elétricas, principalmente a luz ultravioleta. Mais tarde, outros pesquisadores concluíram que a incidência de luz sobre uma superfície metálica faz com que ocorra emissão de elétrons. Einstein, em 1905, desenvolveu uma teoria simples e revolucionária para explicar, então, o efeito fotoelétrico.

A Figura 6 representa esquematicamente um aparato experimental que pode ser usado para produzir e verificar o efeito fotoelétrico. No interior do tubo de vidro transparente, onde há vácuo, encontram-se dois eletrodos metálicos A e B afastados um do outro. Esses eletrodos estão ligados entre si, externamente, através dos elementos representados, simbolicamente, como I e II.



Para que o efeito fotoelétrico seja detectado quando o eletrodo B for iluminado por luz ultravioleta, os elementos I e II devem ser, respectivamente:

Com base nas informações do texto II, considere um circuito elétrico construído conforme a figura que o ilustra, em que uma placa metálica de césio é iluminada por uma onda luminosa, de comprimento 3 × 10^-7 m, cuja função de trabalho do césio (W) é 2,1 eV, e considere, também, a velocidade da luz c = 3 x 10⁸ m/s e a constante de Planck h = 4 ×10^-15 eV.s. A energia cinética dos elétrons, emitidos por esta placa, em (eV), vale

Uma população humana foi acidentalmente exposta à radiação gama, cujas ondas são eletromagnéticas de grande frequência e equivalem a pequenos comprimentos de onda. A exposição foi letal em aproximadamente 20% da população, e os sobreviventes foram monitorados por equipe médica especializada durante décadas.
Sobre os efeitos da radiação sobre os indivíduos envolvidos nesse acidente, é CORRETO afirmar:

Ainda acerca do assunto tratado no texto V, resolva a seguinte situação-problema: Considere uma situação “fictícia”, que se configura como uma exemplificação da relatividade do tempo.
Um grupo de astronautas decide viajar numa nave espacial, ficando em missão durante seis anos, medidos no relógio da nave. Quando retornam a Terra, verifica-se que aqui se passaram alguns anos.
Considerando que c é a velocidade da luz no vácuo e que a velocidade média da nave é 0,8c, é correto afirmar que, ao retornarem a Terra, se passaram:

Acerca do assunto tratado no texto V, podemos afirmar:

I - A Teoria da Relatividade afirma que a velocidade da luz não depende do sistema de referência.

II - Para a Teoria da Relatividade, quando o espaço dilata, o tempo contrai, enquanto que, para a física newtoniana, o espaço e o tempo sempre se mantêm absolutos.

III - A Mecânica Clássica e a Teoria da Relatividade não limitam a velocidade que uma partícula pode adquirir.

IV - Na relatividade de Galileu e Newton, o tempo não depende do referencial em que é medido, ou seja, é absoluto.

Após a análise feita, é (são) correta(s) apena(s) a(s) proposição(ões):

Adotando-se que a velocidade da luz no vácuo vale 3 x 10⁸ m/s, a energia contida em uma massa de 1 grama vale:

Através da relação E = Δm.c² , fica claro que existe uma equivalência entre a variação de massa de um corpo e a energia cinética que ele ganha ou perde. Sendo assim, é correto afirmar que

Qual das afirmações a seguir é correta para a teoria da relatividade de Einstein?

Numa apresentação acrobática de motocross, em relação à plateia, o piloto acelera sua moto até uma velocidade com módulo V_m, salta e desenvolve uma manobra arriscada na qual projeta seu corpo para trás com uma velocidade cujo módulo, em relação à moto, é dado por V_P Um pouco antes de saltar, o piloto liga o farol da moto que emite luz com velocidade C, avisando que quer atenção do público. Com relação à mecânica clássica e relativística, é CORRETO afirmar que, para um observador na plateia, o módulo da velocidade

Alguns exames hospitalares se baseiam na observação de uma radiografia. Esses exames ainda são bastante utilizados devido ao fato de serem de baixo custo. Numa radiografia, uma “fotografia” é tirada de algumas partes do corpo humano, utilizando para isso um feixe de raios X, que é uma radiação ionizante. Um médico- pesquisador interessado nas características dos raios X resolve fazer um experimento em que ele radiografa a sua mão com sua aliança de ouro em um dos dedos. Com relação à imagem revelada no filme, o pesquisador conclui o seguinte:

Tendo como base o texto acima, julgue a validade das afirmações abaixo considerando desprezível a massa total dos átomos de hidrogênio e que o nanocarro seja alimentado com microondas (5x10⁸ hz).
I. É necessário que o nanomotor absorva 11 fótons para que ele, partindo do repouso, atinja a velocidade de 1,1 m/s.
II. A interação eletrostática entre os átomos constituintes do nanocarro e a superfície de ouro fica reduzida por causa da solução de tolueno, quando comparado ao vácuo.
III. Supondo que a força produzida pelo nanomotor seja constante, contínua e paralela ao deslocamento e que, absorvendo 2 fótons, o nanocarro se desloque 3,3 nanômetros, a força desenvolvida pelo nanomotor é de 2x10^-26 N.
Assinale a alternativa CORRETA:

Um estudante de Física adquiriu duas fontes de luz laser com as seguintes especifcações para a luz emitida:



Sabe-se que a fonte I emite fótons por segundo, cada um com energia e que a fonte II emite fótons por segundo, cada um com energia

Considerando-se essas informações, é CORRETO afrmar que