UniRV 2022/2 — Medicina Aparecida de Goiânia

Q11

Ondas — Efeito doppler — Desvio doppler da luz

Nas observações astronômicas de estrelas, galáxias e outras fontes de luz, podemos determinar a velocidade das fontes medindo o deslocamento Doppler da luz detectada. Se uma estrela está em repouso em relação a nós, detectamos a frequência da luz emitida pela estrela, f, com a frequência própria f₀. Se a estrela está se aproximando ou se afastando, a frequência da luz detectada aumenta ou diminui por causa do efeito Doppler. Uma possível configuração para o deslocamento Doppler para ondas eletromagnéticas está representada na equação a seguir.

$f=f_0\sqrt{\dfrac{1-\beta}{1+\beta}}$

O coeficiente $\beta$ é dado pela razão $v/c$, em que $v$ é a velocidade do observador e $c$ é a velocidade da luz. Em relação ao efeito Doppler para luz, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas:

A)A configuração representada na equação se refere para o caso em que o observador se afasta da fonte (estrela).

B)Para o caso em que o observador se aproxima da fonte (estrela), o coeficiente $\beta$ deve ser substituído por $-\beta$.

C)Quando a fonte (estrela) se afasta do observador, o deslocamento Doppler é chamado de deslocamento para o vermelho (o comprimento de onda observado é maior que o comprimento de onda próprio).

D)Quando a fonte (estrela) se aproxima do observador, o deslocamento Doppler é chamado de deslocamento para o azul (o comprimento de onda observado é menor que o comprimento de onda próprio).

Gabarito oficial

V · V · V · V

Resolução

A) Verdadeira. Para $\beta>0$, $\dfrac{1-\beta}{1+\beta}<1$ e $f

B) Verdadeira. Na aproximação a frequência aumenta, o que se obtém trocando $\beta$ por $-\beta$: $f=f_0\sqrt{\dfrac{1+\beta}{1-\beta}}>f_0$.

C) Verdadeira. No afastamento, $f$ diminui. Como $c=\lambda f$, $\lambda$ aumenta, deslocando as linhas espectrais para o extremo vermelho do espectro.

D) Verdadeira. Na aproximação, $f$ aumenta e $\lambda$ diminui, o que desloca o espectro para o azul.

Q12

Eletricidade — Capacitores — Tensao variavel e carga do capacitor

Gráfico da tensão de saída em volts por tempo em segundos: curva que parte de 6 V em t = 0, atinge o máximo de 8 V em t = 1 s, volta a 6 V em t = 2 s e chega a 0 V em t = 3 s

Capacitores, também conhecidos como acumuladores, têm como principal função o acúmulo de cargas elétricas. Eles podem ser encontrados em quase todos os circuitos elétricos e são constituídos basicamente por um material dielétrico que separa duas placas condutoras conectadas a potenciais elétricos distintos. Considere um capacitor de 50 µF ligado aos terminais de uma fonte de alimentação programável. Durante o intervalo de t = 0 a t = 3,00 s, a tensão de saída da fonte varia de acordo com o gráfico abaixo. Dada a situação, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas:

A)A tensão no instante t = 2,5 s equivale a 3,0 V.

B)A carga do capacitor no instante t = 2,5 s é de 175 µC.

C)A carga do capacitor no instante t = 0,5 s é de 375 µC.

D)A tensão de saída (V) em função do tempo (t) é dada por: $V(t)=6{,}00+4{,}00t-2{,}00t^2$

Gabarito oficial

F · V · V · V

Resolução

A) Falsa. O gráfico é uma parábola que passa por $(0;6)$, $(1;8)$, $(2;6)$ e $(3;0)$, e o item D dá a função. Em $t=2{,}5\ \text{s}$: $V=6+4(2{,}5)-2(2{,}5)^2=6+10-12{,}5=3{,}5\ \text{V}$, e não 3,0 V.

B) Verdadeira. $Q=CV=50\ \mu\text{F}\cdot 3{,}5\ \text{V}=175\ \mu\text{C}$.

C) Verdadeira. $V(0{,}5)=6+4(0{,}5)-2(0{,}5)^2=6+2-0{,}5=7{,}5\ \text{V}$, então $Q=50\ \mu\text{F}\cdot 7{,}5\ \text{V}=375\ \mu\text{C}$.

D) Verdadeira. Com $V(0)=6$, o termo constante é 6. O máximo em $t=1\ \text{s}$ dá $V=6+4-2=8\ \text{V}$ e $V(2)=6+8-8=6\ \text{V}$, como no gráfico. Também $V(3)=6+12-18=0$, o que confirma a função.