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No contexto do início do século XX, quando o espectro de raias de emissão discreta de radiação de diferentes elementos era intensamente avaliado, o modelo de Bohr com as transições eletrônicas modeladas em termos da existência de órbitas discretas entre as quais transitavam os elétrons dos átomos (posteriormente descritos na teoria quântica em sua forma moderna final em termos dos orbitais eletrônicos) teve um esplêndido sucesso em tratar do espectro do átomo de hidrogênio.
No diagrama abaixo temos uma figura que representa o espectro de emissão do átomo de hidrogênio em termos da linguagem das séries espectrais. São indicados os números quânticos principais dos orbitais e o comprimento de onda associado à radiação emitida/absorvida na transição.
Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_transitions.svg
O conjunto de raias de emissão são classificados em séries com nome de seus descobridores e as primeiras transições rotuladas, respectivamente, em ordem crescente de energia entre os níveis eletrônicos envolvidos são rotulados por letras do alfabeto grego, em particular alpha e beta são as duas primeiras transições (de mais baixa energia) que resultam na emissão de fótons.
Lembrando que o espectro visível se estende aproximadamente entre as faixas de 380 nm e 700 nm do comprimento de onda da radiação eletromagnética, analise as afirmativas abaixo, dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F).
( ) A transição alpha da série de Paschen é 1094nm e a alpha da série de Lyman é 94 nm.
( ) As transições alpha, beta e gamma de Paschen estão no ultravioleta.
( ) A transição alpha da série de Balmer tem comprimento de onda mais próximo do vermelho.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.
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Becquerel descobriu o efeito fotoelétrico em 1839, um dos fenômenos que iriam fundamentar a revolução moderna na física no início do século XX, levando à mecânica quântica. O projeto Phet da Universidade do Colorado, é conhecido por dispor de muitos simuladores para utilização no contexto didático, tem o simulador abaixo para uma célula fotoelétrica.
Fonte: Photoelectric Effect 1.10 - Phet. https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/photoelectric/latest/photoelectric.html
Nesta imagem a radiação incidente é de 400nm, com intensidade de 55%. Temos o valor de 0.8V de tensão reversa aplicada à célula que resulta na impossibilidade dos elétrons atingirem o eletrodo (na representação deles como corpos clássicos pontuais eles chegam perto do eletrodo mas têm o movimento revertido), isso resulta corrente nula portanto. O eletrodo emissor é feito de sódio.
Assinale a alternativa que identifica corretamente o valor da função trabalho obtida com os dados extraídos deste arranjo. Considere hf = 1200 eV.nm:
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O sistema internacional de unidades escolheu, por razões experimentais e práticas, privilegiar a unidade eletrodinâmica ampère (A) em termos da escala do valor para ser assumido como unidade em detrimento à quantidade de carga elétrica estática, em coulomb. Assim, embora 1 A seja algo comum na vida doméstica moderna (1 coulomb de carga fluindo por segundo em um condutor sem acúmulo), o mesmo não ocorre com 1C. Entretanto, é comum encontrar exercícios de eletrostática em materiais didáticos com quantidades inteiras de coulomb de carga estática.
Para explorar isso, um professor propõe o sistema abaixo: duas esferas de 1cm de diâmetro carregadas, alinhadas com suas superfícies separadas de 2 cm conforme o esquema. A esfera de cima é presa ao teto por meio de uma haste isolante, e ambas são carregadas com cargas opostas, uma com +1C e outra com -1C.
Na esfera de baixo é presa uma sacola. Considerando K = 9 x 109 Nm2/C2 e g = 10 m/s2, a massa que se poderia colocar dentro da sacola para produzir equilíbrio estático seria de:
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Um alicate amperímetro mede a corrente no interior de fios. Vamos considerar a operação a partir da fem induzida pelo campo magnético variável produzido no interior de um enrolamento toroidal pela corrente elétrica variável no sistema AC no fio em cor preta no desenho abaixo (que cruza o toróide), que serve de modelo de instrumento. O enrolamento pode ser considerado um solenóide ideal, embora fechado, com área interna das espiras de 0,1cm2 e 1000 voltas de fio constituindo o solenóide toroidal que tem raio médio de 4 cm.
Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Toroidal_Inductor-Simple_with_Axes.JPG
Para tornar o cálculo mais simples vamos considerar as simplificações:
1) que a corrente no fio de prova varia linearmente de 0 a 4A em um quarto do período da oscilação da corrente no sistema elétrico brasileiro, que tem frequência de 60Hz,
2) que o campo magnético no interior do toróide é constante e igual ao valor à 4 cm do fio (no centro do solenóide),
3) que a susceptibilidade magnética do material é equivalente do ar μ0 = 4π×10−7 H/m (os fios estão enrolados em um tubo toroidal fino com ar em seu interior).
Assinale a alternativa que identifica corretamente o maior valor do fluxo do campo magnético sobre o solenóide e o valor aproximado da fem induzida, em módulo, considerado esse modelo para o intervalo em que a corrente sobe linearmente de 0 (t = 0) ao valor máximo (t = T/4), consideradas as hipóteses descritas.
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Um professor de física em uma aula de eletromagnetismo usa um visualizador de campos vetoriais para explorar a forma possível de campos elétricos gerados por distribuições de cargas estáticas de acordo com o eletromagnetismo, as unidades de escala não são relevantes.
CAMPO 1
CAMPO 2
Assinale a alternativa correta.
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Considere o circuito elétrico abaixo com uma fonte de tensão de 10V e resistores com os valores em ohm. Esse circuito foi modelado no aplicativo falstad, bastante útil para a simulação de circuitos em ambiente didático,em uma aula sobre as Leis de Kirchhoff.
O professor solicita aos estudantes para avaliarem as afirmações abaixo com respeito à análise do circuito:
I. O resistor de 25 ohm está em paralelo com o resistor de 30 ohm.
II. É possível obter as correntes e tensões nos resistores por meio da simplificação de circuito empregando associações em série e paralelo.
III. É possível construir um sistema linear de equações para as correntes em cada resistor pela aplicação das leis de Kirchhoff usando 3 malhas e 3 nós.
IV. Não é possível resolver o circuito sem conhecer ao menos uma corrente.
V. O resistor de 55 ohm não está em série com o resistor de 30 ohm.
Estão incorretas as afirmativas:
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Chuveiros de maior potência ficaram comuns, mas sua instalação passou a demandar mudanças na espessura dos fios nas instalações domésticas. Considere um chuveiro ligado a um par de fios de fase feitos de cobre, de seção reta de 4 mm2 e 10 m cada, desde o quadro de disjuntores de uma casa. No quadro, o valor efetivo entre as fases é de 220V. Considerando um instante em que 50A de corrente percorrem o fio para alimentar o chuveiro. Assinale a alternativa que estima a queda de tensão (desprezando efeitos associados à corrente alternada) nos fios de fase (que seriam dispensados neste trecho do fio na forma de calor). Considere a resistividade elétrica do cobre de cerca de 2 x 10-8 !$ \Omega !$. m:
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Com a crise hídrica que passamos em 2021 a compensação sob a disponibilização de energia elétrica na rede nacional demanda o emprego de usinas térmicas cujos custos mais elevados de operação resultam na aplicação de taxas extras na conta de energia elétrica.
“Na última terça-feira (29), a agência aprovou reajuste de 52% para a bandeira vermelha 2, que passou de uma cobrança extra de R$ 6,24 para R$ 9,49 por cada 100 kWh consumidos. O novo valor entra em vigor neste mês de julho e já será aplicado às contas de luz.
Segundo a Aneel, o aumento da bandeira resultará em um aumento médio de 4,9% na conta de luz dos consumidores residenciais.”
Fonte: https://g1.globo.com/economia/noticia/2021/07/01/conte-de-luz-aneel-abre-consulta-publica-para-decidir-se-bandeira-vermelha-2-tera-novo-reajuste.ghtml
Felizmente temos as lâmpadas LED atualmente e 10W equivale a 80W da lâmpada incandescente tradicional - vantagem que deu o prêmio Nobel de 2014 aos físicos Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura pela invenção do LED azul que possibilitou a construção das lâmpadas de coloração branca. Considere uma casa que tem 10 lâmpadas de 10W que ficam ligadas em média 4h por dia ao todo, e que no inverno 4 pessoas tomam 1 banho cada, de 12 minutos, por dia em chuveiro de 6500W ligado em sua potência máxima. O preço adicional da conta de luz devido à taxa extra de R$ 9,50 para cada 100 kWh cobrado pelo reajuste considerados apenas esses dispositivos em um mês de 30 dias será de aproximadamente cerca de:
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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:
!$ { \Large { 1 \over \sqrt{1 - { \large v^2 \over c^2}}}} \approx 71 !$
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:
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Em uma atividade pedagógica o docente de física leva um multímetro e uma pilha AA. A medição da tensão de circuito aberto da pilha é de 1,4V. Ao colocar a pilha em curto circuito usando o amperímetro, mediu o valor de 1,0A de corrente, utilizando esse resultado experimental para trazer o conceito de resistência interna. Assinale a alternativa que apresenta uma abordagem correta.
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