Física
Questões discursivas
Questão 1:
É dada a curva característica de um resistor ôhmico.
Determine a resistência elétrica do resistor e os valores de X e Y.
Resolução:
Pela Lei de Ohm, temos: U = R.i => 20 = R.2,0 => R = 10 ?
Como o resistor é ôhmico (R é constante), temos:
12 = 10.X => X = 1,2 A
Y = 10.3,6 => Y = 36 V
Questão 2:
Quantas horas uma lâmpada de 60 W poderia ficar acessa se consumisse a mesma energia elétrica de um chuveiro elétrico de potência 4.500 W, durante um banho de 20 minutos?
Resolução:
(Eel)lâmpada = (Eel)chuveiro
(P.?t)lâmpada = (P.?t)chuveiro
60W.?t = 4500W.(1/3)h
?t = 25 h
Questão 3:
Considere um ímã e uma espira dispostos conforme a figura.
Analise os casos abaixo e indique em quais deles surge corrente elétrica induzida na espira.
I) O ímã e a espira estão em repouso.
II) O ímã e a espira movem-se para a direita com a mesma velocidade.
III) O ímã e a espira movem-se para a esquerda com a mesma velocidade.
IV) O ímã aproxima-se da espira que está fixa.
V) O ímã afasta-se da espira que está fixa.
VI) O ímã está fixo e a espira gira em torno do eixo r.
VII) O ímã está fixo e a espira gira em torno do eixo s.
Resolução:
Surge corrente induzida na espira quando há variação do fluxo magnético gerado pelo ímã na superfície da espira.
Isso ocorre nos casos: IV), V) e VII).
Questão 4:
A função trabalho do potássio é 2,24 eV.
a) Qual é a frequência mínima, da radiação eletromagnética incidente na superfície do potássio, para que ocorra o efeito fotoelétrico?
b) Se a superfície do potássio for iluminada com luz de comprimento de onda 7,5.10-7 m, ocorre o efeito fotoelétrico?
Dados: constante de Planck h = 4,14.10-15 eV.s
velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3,0.108 m/s.
Resolução:
a) f0 = ?/h => f0 = 2,24/4,4.10-15 => f0 ? 5,4.1014 Hz
b) c = ?.f => f = c/? => f = 3,0.108/7,5.10-7 => f = 4,0.1014 Hz
Sendo f < f0, concluímos que não ocorre efeito fotoelétrico.
Questão 5:
A fórmula de Böhr fornece os níveis energéticos para o átomo de hidrogênio:
En = 13,6/n2 (eV) onde n corresponde ao n-ésimo estado estacionário.
c) Calcule a freqüência do fóton emitido na transição do nível n = 4 para o nível n = 1 (estado fundamental ).
d) Qual é o comprimento de onda deste fóton?
Dados: constante de Planck h = 4,14.10-15 eV.s
velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3,0.108 m/s.
Resolução:
a) de En = 13,6/n2 (eV), vem:
n = 4 => E4 = 13,6/42 => E4 = -0,85 eV
n = 1 => E1 = 13,6/12 => E1 = -13,6 eV
?E = E4 - E1 = -0,85 - (-13,6) => ?E = 12,75 eV
?E = h.f => f = ?E/h => f = 12,75/4,14.10-15 => f ? 3,1.1015 Hz
b) c = ?.f => ? = c/f => ? = 3,0.108/3,1.1015 => ? ? 9,7.10-8 m
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Física
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Resolução:
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Como o resistor é ôhmico (R é constante), temos:
12 = 10.X => X = 1,2 A
Y = 10.3,6 => Y = 36 V
Questão 2:
Quantas horas uma lâmpada de 60 W poderia ficar acessa se consumisse a mesma energia elétrica de um chuveiro elétrico de potência 4.500 W, durante um banho de 20 minutos?
Resolução:
(Eel)lâmpada = (Eel)chuveiro
(P.?t)lâmpada = (P.?t)chuveiro
60W.?t = 4500W.(1/3)h
?t = 25 h
Questão 3:
Considere um ímã e uma espira dispostos conforme a figura.
Analise os casos abaixo e indique em quais deles surge corrente elétrica induzida na espira.
I) O ímã e a espira estão em repouso.
II) O ímã e a espira movem-se para a direita com a mesma velocidade.
III) O ímã e a espira movem-se para a esquerda com a mesma velocidade.
IV) O ímã aproxima-se da espira que está fixa.
V) O ímã afasta-se da espira que está fixa.
VI) O ímã está fixo e a espira gira em torno do eixo r.
VII) O ímã está fixo e a espira gira em torno do eixo s.
Resolução:
Surge corrente induzida na espira quando há variação do fluxo magnético gerado pelo ímã na superfície da espira.
Isso ocorre nos casos: IV), V) e VII).
Questão 4:
A função trabalho do potássio é 2,24 eV.
a) Qual é a frequência mínima, da radiação eletromagnética incidente na superfície do potássio, para que ocorra o efeito fotoelétrico?
b) Se a superfície do potássio for iluminada com luz de comprimento de onda 7,5.10-7 m, ocorre o efeito fotoelétrico?
Dados: constante de Planck h = 4,14.10-15 eV.s
velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3,0.108 m/s.
Resolução:
a) f0 = ?/h => f0 = 2,24/4,4.10-15 => f0 ? 5,4.1014 Hz
b) c = ?.f => f = c/? => f = 3,0.108/7,5.10-7 => f = 4,0.1014 Hz
Sendo f < f0, concluímos que não ocorre efeito fotoelétrico.
Questão 5:
A fórmula de Böhr fornece os níveis energéticos para o átomo de hidrogênio:
En = 13,6/n2 (eV) onde n corresponde ao n-ésimo estado estacionário.
c) Calcule a freqüência do fóton emitido na transição do nível n = 4 para o nível n = 1 (estado fundamental ).
d) Qual é o comprimento de onda deste fóton?
Dados: constante de Planck h = 4,14.10-15 eV.s
velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3,0.108 m/s.
Resolução:
a) de En = 13,6/n2 (eV), vem:
n = 4 => E4 = 13,6/42 => E4 = -0,85 eV
n = 1 => E1 = 13,6/12 => E1 = -13,6 eV
?E = E4 - E1 = -0,85 - (-13,6) => ?E = 12,75 eV
?E = h.f => f = ?E/h => f = 12,75/4,14.10-15 => f ? 3,1.1015 Hz
b) c = ?.f => ? = c/f => ? = 3,0.108/3,1.1015 => ? ? 9,7.10-8 m
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