Acreditava-se que o próton e o nêutron eram partículas elementares (indivisíveis). Em 1964, o físico norte-americano Gell-Mann previu que eles são formados por outras partículas determinadas quarks. Há 6 tipos de quarks, mas para a formação do próton e do nêutron interessam apenas 2 tipos: o quark up, com uma carga positiva, de módulo igual a 2/3 do módulo da carga do elétron (portanto, com uma carga !$ +{\large{2 \over 3}} e) !$ e o quark down com uma carga negativa, de módulo igual a 1/3 do módulo da carga do elétron (portanto, com uma carga !$ - {\large{1 \over 3}} e) !$.

Assinale a opção que indica, corretamente, como são formados o próton e o nêutron.

Por meio de um seletor de velocidades, faz-se um feixe de elétrons penetrar numa região em que há um campo magnético uniforme !$ \vec{B} !$, normal ao plano da folha.

Os elétrons penetram nessa região com uma velocidade !$ \vec{v}_0 !$ de módulo igual a 8,0.10⁶ m/s perpendicular ao campo magnético, sofrem um desvio e vão se chocar com uma chapa fotográfica colocada paralelamente a !$ \vec{v}_0 !$, impressionando-a em um ponto distante 4 cm do limite dessa região.

Sabe-se que os elétrons penetram na região a 8 cm da chapa fotográfica e que a massa e a carga do elétron valem, respectivamente, 9,0.10^-31 kg e –1,6.10^-19 C.

O módulo do campo magnético !$ \vec{B} !$ é de

As figuras I, II, III e IV representam uma espira condutora ideal e o sentido da corrente induzida que é gerada quando há a variação fluxo magnético devido à aproximação ou ao afastamento de um imã.

Estão coerentes com a constatação experimental, as situações representadas por

Com o auxílio de dois estiletes de ponta fina percutem-se rítmica e simultaneamente dois pontos A e B da superfície livre da água contida em um tanque. Provocam-se, assim, ondas de mesma frequência e de mesma amplitude, emitidas em fase a partir de A e B, que se propagam na superfície livre da água. J, M e K são pontos da superfície da água que pertencem a direção XX` paralela à direção AB e dela distante 120 cm.

O ponto M é equidistante de A e B. O ponto J fica em frente a A e, o ponto K, em frente a B, como ilustra a figura.

Os pontos J e K, que pertencem à direção XX', são os pontos da superfície da água mais próximos de M. Em cada um deles, é colocada uma bolinha de isopor, que permanecem em repouso apesar da passagem das ondas.

Sendo a distância AB = 50 cm, o comprimento das ondas que se propagam na superfície da água é

A figura abaixo mostra uma alavanca interfixa em equilíbrio. A 20 cm à esquerda do ponto de apoio há um recipiente parcialmente cheio com água e no interior da água encontra-se uma esfera de volume V = 8,0.10^-4 m³ em repouso, totalmente submersa, suspensa a um suporte externo por um fio de volume desprezível. A 30 cm à direita do ponto de apoio está suspenso um bloco de 8 kg.

Retira-se a esfera da água. Considerando a densidade da água 1,0.10³ kg/m³, para que a alavanca possa permanecer em repouso, o bloco de 8 kg deve ser suspenso a uma distância do ponto de apoio igual a

Uma esfera metálica de volume igual a 2 L, totalmente submersa em glicerina contida num recipiente de vidro, está em repouso, suspensa por uma mola ideal a um suporte, como ilustra a figura.

De repente o recipiente de vidro se estilhaça e a glicerina se esvai muito rapidamente, de modo que podemos considerar a perda do contato entre a esfera e a glicerina praticamente instantânea. Verifica-se, então, que a esfera passa a oscilar verticalmente com atrito desprezível.

Considere a densidade do metal da esfera 2,5 kg/L, a densidade da glicerina 1,25 kg/L, a constante elástica da mola k = 125 N/m e g = 10 m/s². O valor máximo do módulo da velocidade que a esfera adquire durante essas oscilações é de

Duas placas, condutoras e paralelas, carregadas com cargas de módulos iguais, mas de sinais contrários, estão separadas por uma distância muito menor que suas dimensões.

Um dêuteron e um próton penetram simultaneamente entre as placas, perpendicularmente a elas, através de furos existentes na placa negativa, na região central, longe das bordas, como ilustra a figura, com velocidades respectivamente iguais a !$ \vec{v}_0 !$ !$ 2 \vec{v}_0 !$ tais que nenhum dos dois consegue atingir a placa positiva.

O dêuteron é um núcleo átomo de deutério, sendo constituído por um próton e um nêutron. O dêuteron consegue chegar, no máximo, a uma distância !$ d_1 !$ da placa negativa, decorrido um intervalo de tempo !$ \Delta t_1 !$ a contar do instante em que penetrou entre as placas. Já o próton consegue chegar, no máximo, a uma distância !$ d_2 !$ da placa negativa, decorrido um intervalo de tempo !$ \Delta t_2 !$ a contar do instante em que penetrou entre as placas.

Essas distâncias e esses intervalos de tempo são tais que

No trecho de circuito esquematizado na figura a seguir, a intensidade que percorre o resistor de 2 !$ Ω !$ ligado entre os pontos J e K é de 1 A.

A potência total consumida pelos resistores entre A e B é de

Uma vela e um anteparo são colocados de lados opostos de uma lente convergente perpendicularmente ao eixo principal e distante 125 cm um do outro.

Verifica-se que há duas posições em que a lente pode ser colocada, distantes 75 cm uma da outra, para obter imagens nítidas da vela projetadas no anteparo.

A distância focal da vela é igual a

A menor quantidade de calor que 5 moles de um gás ideal precisa receber, para que sua temperatura sofra um acréscimo de 40 ºC, é 600 cal. Deseja-se aquecer isobaricamente essa massa gasosa fazendo com que sua temperatura sofra o mesmo acréscimo de 40 ºC.

Para que isso ocorra, sendo a constante universal dos gases R = 2 cal/mol.K, o gás deve receber sob a forma de calor