PISM 3 · 2018 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Em um futuro distante, Ana fica perdida no meio de uma galáxia desconhecida e o sistema de comunicação de sua nave espacial para de funcionar. Ela então decide gerar ondas de rádio através da construção de um circuito de corrente alternada, na esperança de que alguém da vizinhança capte essas ondas e venha socorrê-la. O circuito é capaz de emitir ondas de 5 kHz. Sobre as ondas emitidas pelo circuito de Ana, é possível afirmar que

Joyce trabalha com espectroscopia de fotoelétrons, que é uma técnica de caracterização de materiais que consiste em bombardear um material com raios X de uma determinada energia e medir a energia cinética dos elétrons arrancados da superfície do material. Com isso, é possível saber a composição química e o tipo de ligação entre os átomos da amostra estudada. Joyce quer estudar uma folha de grafeno, que é um material composto somente de átomos de carbono. Para isso, ela usa duas fontes de raios X, A e B, que possuem frequências de f_A e f_B, respectivamente, com f_A > f_B.

Sobre esse experimento, são formuladas três hipóteses:

I - Se usarmos a fonte A, os elétrons extraídos da folha de grafeno chegam ao detector com uma energia cinética maior do que a que seria medida se usássemos a fonte B.

II - Os elétrons extraídos do nível S, que é o nível eletrônico mais interno dos átomos, chegarão ao detector com energia maior do que os elétrons da camada P, pois aqueles estão mais fracamente ligados ao núcleo, demandando menos energia para arrancá-los.

III - A energia de ligação dos elétrons nos átomos de carbono é quantizada.

Assinale a afirmativa CORRETA a respeito das hipóteses formuladas:

Um capacitor pode ser formado por duas placas condutoras (eletrodos) separadas por um meio isolante. Quando se aplica uma tensão elétrica entre os eletrodos, cargas elétricas de sinais opostos irão se acumular nas superfícies das placas. Caso venha a ser aplicada uma tensão elétrica elevada, pode-se romper a rigidez dielétrica do meio isolante e este passa a conduzir cargas elétricas. Em relação a capacitores e dielétricos, avalie as seguintes sentenças e assinale a CORRETA:

Uma criança está brincando em um balanço no parque, ao meio dia, com o sol a pino. A posição de sua sombra, projetada no chão, executa um movimento harmônico simples e é descrita pela função $x(t)=a\cos(bt+d)$, onde x é dado em metros e t em segundos, a = 1,2 m, $b=0,8\pi\,\mathrm{rad/s}$ e $d=\pi/4$. Indique a opção que corresponde CORRETAMENTE aos valores do período, velocidade e aceleração máximas que a sombra atinge.

Para uma feira de ciências, os alunos pretendem fazer uma câmara “antigravidade”. Para isso, os estudantes colocaram duas placas metálicas paralelas entre si, paralelas à superfície da Terra, com uma distância de 10,0 cm entre elas. Ligando essas placas a uma bateria, eles conseguiram criar um campo elétrico uniforme de 2,0 N/C. Para demonstrar o efeito “antigravidade”, eles devem carregar eletricamente uma bolinha de isopor e inseri-la entre as placas. Sabendo que a massa da bolinha é igual a 0,50 g e que a placa carregada negativamente está localizada no fundo da caixa, escolha a opção que apresenta a carga com que se deve carregar a bolinha para que ela flutue. Considere que apenas a força elétrica e a força peso atuam sobre a bolinha.