Enunciados transcritos da fonte, com figuras originais. Respostas, resoluções e níveis TEF revistos editorialmente. Eventuais divergências são descritas no próprio item; não equivalem a uma anulação oficial.
Q42
Eletricidade — Densidade superficial de carga
A soma das cargas elétricas de duas esferas condutoras de raios $R_1$ e $R_2$ é $Q$. A razão de suas densidades elétricas é igual à razão de seus raios. Assinale a alternativa que indica os valores das cargas elétricas, $Q_1$ e $Q_2$, das esferas, respectivamente, em função de $R_1$, $R_2$ e $Q$.
A)$Q_1=\left(\dfrac{R_1}{R_1+R_2}\right)Q$ e $Q_2=\left(\dfrac{R_2}{R_1+R_2}\right)Q$
B)$Q_1=\left(\dfrac{R_1^{2}}{R_1^{2}+R_2^{2}}\right)Q$ e $Q_2=\left(\dfrac{R_2^{2}}{R_1^{2}+R_2^{2}}\right)Q$
C)$Q_1=\left(\dfrac{R_1^{3}}{R_1^{3}+R_2^{3}}\right)Q$ e $Q_2=\left(\dfrac{R_2^{3}}{R_1^{3}+R_2^{3}}\right)Q$
D)$Q_1=\left(\dfrac{R_1^{4}}{R_1^{4}+R_2^{4}}\right)Q$ e $Q_2=\left(\dfrac{R_2^{4}}{R_1^{4}+R_2^{4}}\right)Q$
E)$Q_1=\left(\dfrac{R_1^{2}R_2}{R_1^{3}+R_2^{3}}\right)Q$ e $Q_2=\left(\dfrac{R_2^{2}R_1}{R_1^{3}+R_2^{3}}\right)Q$
Considere que duas cargas elétricas pontuais de cargas +2µC e –2µC estão situadas sobre a mesma linha e separadas por 6m. Assinale a alternativa que apresenta o valor, em Joule, do trabalho realizado pelo campo elétrico sobre um elétron, localizado inicialmente no ponto médio entre as cargas, para levá-lo até um ponto distante 3m da carga negativa sobre a mesma linha das cargas.
Dados: k = 9 x 10$^{9}$ N.m$^{2}$ /C$^{2}$ (constante eletrostática do vácuo). e = 1,6 x 10$^{–19}$ C (carga elementar)
Item com ressalva editorial. Consulte a resolução; ele não entra no seu desempenho.
A)3,2 x 10$^{–22}$ J
B)6,4 x 10$^{–16}$ J
C)3,2 x 10$^{–16}$ J
D)6,4 x 10$^{–22}$ J
E)1,6 x 10$^{–22}$ J
Resposta da revisão
Dados insuficientes
Resolução comentada
O potencial inicial no ponto médio é zero. O ponto a 3 m da carga negativa pode ser o próprio ponto médio ou o ponto exterior do outro lado. Neste último caso:
A resposta positiva da fonte corresponde ao trabalho externo, não ao do campo nesse trajeto. A posição e o sinal exigem ressalva editorial.
Situação após revisão: Dados insuficientes
Q44
Eletricidade — Diâmetro de cabo equivalente
Quando uma empresa de eletrificação troca os cabos de cobre por cabos de alumínio, uma condição que deve ser mantida é a resistência dos condutores na linha de transmissão. Conhecendo-se a resistividade desses materiais, $\rho_{Al}=3{,}0\,\mu\Omega\,\mathrm{cm}$ e $\rho_{Cu}=1{,}6\,\mu\Omega\,\mathrm{cm}$, assinale a alternativa que contém a razão entre os diâmetros dos condutores de alumínio e cobre.
I. Uma carga pontual, abandonada em repouso no interior de um campo magnético, não sofre ações magnéticas.
II. Uma carga pontual, lançada paralelamente às linhas de um campo magnético uniforme, adquire mo- vimento retilíneo e uniforme.
III. Uma carga pontual, lançada perpendicularmente às linhas de um campo magnético uniforme, des- creve uma trajetória circular contida no plano perpendicular a essas linhas.
IV. Uma carga pontual, lançada obliquamente às linhas de um campo magnético uniforme, descreve uma trajetória que é uma hélice cilíndrica.
Considerando I, II, III e IV, assinale a alternativa correta.
A)Apenas I e III são verdadeiras.
B)Apenas II e III são verdadeiras.
C)Apenas I, II e III são verdadeiras.
D)Apenas II e IV são verdadeiras.
E)I, II, III e IV são verdadeiras.
Resposta da revisão
E
Resolução comentada
A força magnética é nula em repouso e para velocidade paralela ao campo. Com velocidade perpendicular, produz movimento circular. Na incidência oblíqua, a componente paralela fica constante e a perpendicular gira, resultando numa hélice. As quatro afirmações são válidas no modelo sem outras forças.
Q46
Eletromagnetismo — Condição de indução
Analise as afirmativas abaixo, acerca de indução eletromagnética, e assinale a alternativa correta.
A)Se aproximarmos um imã perpendicularmente ao plano de uma espira, o fluxo de indução diminuirá, porque o vetor indução magnética é menos intenso nas proximidades dos pólos do imã.
B)Quando o fluxo do vetor indução magnética através do circuito é constante, no decorrer do tempo, aparece nesse circuito uma força eletromotriz induzida.
C)Quando o fluxo do vetor indução magnética através de uma espira fechada varia no decorrer do tem- po, verifica-se que circulará uma corrente elétrica no circuito.
D)Indutância é a capacidade de um condutor elétrico em facilitar a passagem de uma corrente.
E)A unidade de indutância, no Sistema Internacional (SI), é o tesla, símbolo T.
Resposta da revisão
C
Resolução comentada
A lei de Faraday relaciona fem à variação temporal do fluxo:
\[\mathcal E=-d\Phi/dt\]
Numa espira fechada condutora com resistência finita, essa fem produz corrente. Fluxo constante não produz fem induzida; a unidade de indutância é henry, não tesla.
Q47
Física Moderna — Energia máxima fotoelétrica
Uma luz de comprimento de onda $\lambda=5{,}46\cdot10^{-7}\,\mathrm{m}$ penetra em uma fotocélula de cátodo de césio, cuja função trabalho é de 2 eV. Podemos afirmar, corretamente, que a freqüência de corte para o césio e a energia cinética máxima valem, respectivamente:
Sobre o modelo de Bohr para o átomo, podemos afirmar, corretamente, que:
A)a teoria postula que, se o átomo ganha energia, o elétron move-se para uma órbita mais próxima do núcleo.
B)a força eletrostática de atração entre o núcleo e o elétron não retém o elétron nas suas órbitas.
C)um dos postulados do modelo estabelece que o elétron emite energia quando orbita em torno do nú- cleo.
D)uma vez que o átomo de hidrogênio contém apenas um elétron, seu espectro de energia deve mostrar apenas uma linha.
E)para o átomo de hidrogênio, o nível de menor energia (n = 1) vale cerca de –13,6 eV.
Resposta da revisão
E
Resolução comentada
No modelo de Bohr, o estado fundamental do hidrogênio tem energia aproximada de −13,6 eV. Em uma órbita estacionária o elétron não emite energia; a emissão ocorre na transição para um nível menor. Um único elétron pode originar diversas linhas por diferentes transições.
Q49
Física Moderna — Datação e meia-vida
Analise as afirmativas que tratam de radiatividade e desintegração radioativa e assinale a alternativa correta.
A)A datação por carbono–14 é baseada no fato de que, enquanto vivas, as plantas mantêm equilibrada sua taxa de carbono–14, pois todo carbono–14 perdido por decaimento é substituído por carbono–14 retirado da atmosfera. Tal substituição acaba quando a planta morre.
B)Através de decaimento radioativo, a metade de uma amostra de rádio–226 se transforma em outro elemento após 1620 anos. Portanto, decorridos 4860 anos, restará apenas 1/4 da amostra de rádio i- nicial.
C)Após a morte, os seres vivos deixam de absorver carbono, e a razão entre o carbono–12 e o carbono– 14 diminui devido à desintegração do carbono–14.
D)Isotópos, assim como os íons, possuem um desbalanceamento de cargas elétricas. Desta forma, eles não podem ser eletricamente neutros.
E)O hidrogênio possui três isótopos. Um deles, o deutério, é o que possui um próton e dois nêutrons no núcleo.
Resposta da revisão
A
Resolução comentada
Enquanto vivo, o organismo troca carbono com o ambiente. Após a morte, essa reposição cessa e a fração de carbono-14 diminui. Três meias-vidas deixam um oitavo, não um quarto, da amostra. Isótopos diferem em nêutrons e podem ser neutros; deutério possui um próton e um nêutron.