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UEM · 2026.2

Universidade Estadual de Maringá

Vestibular de Inverno 2026 · Caderno de Prova · Física Q47–Q50 · gabarito definitivo e resolução comentada Método TEF.

Q47
Física Moderna — Física Quântica e Nuclear — Dualidade, Efeito Fotoelétrico e Radioatividade

Assinale o que for correto.

01)De acordo com a dualidade partícula-onda proposta por De Broglie, qualquer partícula com massa e velocidade possui um comprimento de onda associado a ela.
02)No modelo atômico de Bohr os elétrons orbitam o núcleo em trajetórias circulares quaisquer, podendo assumir qualquer valor de energia enquanto permanecem em órbita.
04)A radiação do tipo alfa possui carga $+2$, composta de $2$ prótons e $2$ nêutrons, tem alto poder de ionização, mas baixo poder de penetração.
08)O efeito fotoelétrico é uma evidência experimental da natureza ondulatória da luz, demonstrando que a energia da radiação depende somente de sua intensidade (amplitude).
16)No processo de decaimento radioativo do carbono-14 (${}^{14}_{6}\mathrm{C}$) o átomo emite, além de outra partícula subatômica, um elétron, ocorrendo a transformação de um nêutron em um próton, levando o átomo, portanto, a ter um próton a mais e se transformando em um átomo de ${}^{14}_{7}\mathrm{N}$.

Gabarito definitivo UEM:

21
Corretas: 01 + 04 + 16.
Resolução

01) Verdadeira. Pela hipótese de De Broglie, uma partícula em movimento possui comprimento de onda associado dado por $\lambda=h/p$. Assim, matéria em movimento também apresenta caráter ondulatório.

02) Falsa. No modelo de Bohr, apenas determinadas órbitas estacionárias são permitidas e os elétrons ocupam níveis de energia quantizados. Eles não podem assumir qualquer valor de energia enquanto permanecem em órbita.

04) Verdadeira. A partícula alfa corresponde ao núcleo do hélio, formado por $2$ prótons e $2$ nêutrons, com carga $+2e$. Por ser relativamente massiva e duplamente carregada, ioniza intensamente, porém possui baixo poder de penetração.

08) Falsa. O efeito fotoelétrico é uma evidência do caráter corpuscular da luz. A energia de cada fóton é $E=hf$ e depende da frequência, não apenas da intensidade da radiação.

16) Verdadeira. No decaimento $\beta^-$, um nêutron transforma-se em próton, com emissão de um elétron e de um antineutrino. Assim, ${}^{14}_{6}\mathrm{C}$ transforma-se em ${}^{14}_{7}\mathrm{N}$.

Somatório: $01+04+16=21$.

Q48
Ondulatória — Interferência — Laser He-Ne e Dupla Fenda

Em um experimento utiliza-se uma fonte luminosa do tipo hélio-neônio formada em um tubo de vidro selado contendo Hélio (He) e Neônio (Ne) no estado gasoso. Descargas elétricas no interior do tubo excitam os átomos do sistema, fazendo-os emitir luz monocromática e coerente. Após colimada em um feixe, essa luz atravessa duas fendas estreitas e paralelas, originando um padrão de franjas claras e escuras em um anteparo posicionado paralelamente ao plano das fendas e a uma distância fixa delas. Nesse contexto, assinale o que for correto.

01)O surgimento das franjas no anteparo evidencia o fenômeno de interferência e a natureza ondulatória da luz.
02)A mistura de gases no interior da fonte é heterogênea por ser formada de substâncias químicas diferentes.
04)A luz emitida pela fonte é monocromática por estar associada a transições eletrônicas entre níveis de energia discretos e bem definidos.
08)Hélio e Neônio pertencem à mesma família da tabela periódica e apresentam propriedades químicas semelhantes, incluindo a baixa reatividade.
16)Se a distância entre as duas fendas for aumentada, mantendo-se as demais condições do experimento, a distância entre franjas consecutivas também aumentará.

Gabarito definitivo UEM:

13
Corretas: 01 + 04 + 08.
Resolução

01) Verdadeira. Franjas alternadas claras e escuras resultam da superposição de ondas luminosas, com interferência construtiva e destrutiva. Trata-se de uma manifestação direta do caráter ondulatório da luz.

02) Falsa. Uma mistura de gases pode ser homogênea. Hélio e neônio gasosos, quando uniformemente misturados no tubo, formam uma única fase.

04) Verdadeira. A emissão em linhas bem definidas decorre de transições entre níveis eletrônicos discretos. No laser, a seleção de uma transição específica fornece radiação praticamente monocromática e coerente.

08) Verdadeira. Hélio e neônio pertencem ao grupo dos gases nobres e apresentam baixa reatividade química.

16) Falsa. Na dupla fenda, o espaçamento entre franjas pode ser escrito como $\Delta y=\dfrac{\lambda L}{d}$, em que $d$ é a distância entre as fendas. Aumentando $d$, com $\lambda$ e $L$ mantidos, $\Delta y$ diminui.

Somatório: $01+04+08=13$.

Q49
Magnetismo — Força Magnética — Garrafa Magnética e Movimento Helicoidal

Uma garrafa magnética é um dispositivo usado para confinar plasma, um gás extremamente quente composto por íons e elétrons livres. De maneira simplificada, esse dispositivo pode ser representado por duas bobinas circulares coaxiais separadas por uma distância fixa e percorridas por uma corrente elétrica de mesmo sentido. Essa configuração gera um campo magnético com direção ao longo do eixo comum das bobinas que é mais intenso nas proximidades das bobinas do que na região entre elas. Uma partícula carregada entra na região da garrafa de modo que sua velocidade tem componentes paralela e perpendicular ao campo magnético local, sendo refletida ao se aproximar das bobinas e ficando aprisionada na região. Desprezando a gravidade e efeitos de campo elétrico, assinale o que for correto.

01)Na região central da garrafa magnética, onde o campo é aproximadamente constante, a partícula descreve uma trajetória helicoidal ao redor das linhas de campo.
02)Se a velocidade da partícula fosse exatamente paralela ao campo magnético na região central da garrafa, sua trajetória seria circular.
04)A força magnética que atua sobre a partícula é capaz de alterar sua direção, mas não o módulo de sua velocidade.
08)Um solenoide retilíneo muito longo percorrido por uma corrente elétrica poderia ser usado em substituição às bobinas para produzir o mesmo efeito de confinamento da garrafa magnética em seu interior.
16)Ao aumentar a intensidade do campo magnético na região central entre as bobinas, aumenta-se também a região onde a partícula permanece confinada.

Gabarito definitivo UEM:

05
Corretas: 01 + 04.
Resolução

01) Verdadeira. A componente perpendicular da velocidade produz movimento circular em torno das linhas de campo, enquanto a componente paralela desloca a partícula ao longo delas. A composição dos dois movimentos gera uma hélice.

02) Falsa. Se $\vec v$ for paralela a $\vec B$, então $F=qvB\sin 0^\circ=0$. Sem força magnética, a partícula mantém movimento retilíneo ao longo do campo.

04) Verdadeira. A força magnética é sempre perpendicular à velocidade instantânea. Por isso, ela muda a direção de $\vec v$, mas não realiza trabalho e não altera o módulo da velocidade.

08) Falsa. Um solenoide muito longo produz, em sua região interna, campo aproximadamente uniforme. Esse campo pode curvar a trajetória, mas não cria as regiões de campo mais intenso nas extremidades necessárias ao efeito de espelho que aprisiona a partícula longitudinalmente.

16) Falsa. O confinamento depende da variação espacial do campo e da razão entre o campo máximo próximo às bobinas e o campo mínimo na região central. Aumentar apenas o campo central não implica ampliar a região de confinamento; ao contrário, reduz o contraste responsável pelo espelhamento.

Somatório: $01+04=05$.

Q50
Mecânica — Cinemática Angular — Posição Angular, Velocidade e Encontros Periódicos

Antenas de radar operam por meio da emissão de um feixe estreito de ondas eletromagnéticas. Essas antenas estão na mesma localização e giram em torno de um mesmo eixo vertical fixo, fazendo que a direção do feixe mude continuamente com o tempo, permitindo, assim, a varredura angular da região ao seu redor. Considere que duas dessas antenas ($A$ e $B$) sejam usadas para monitorar uma região costeira. As posições angulares em função do tempo $t$, $\theta_A(t)$ e $\theta_B(t)$, medidas em graus de cada antena em relação a uma mesma direção de referência são:

$$\theta_A(t)=10+20t+5t^2,$$

$$\theta_B(t)=130-40t+5t^2,$$

com $t\ge0$ em segundos.

Sobre o movimento dessas antenas, assinale o que for correto.

01)As duas antenas fornecem informação redundante pela primeira vez em $t=2$ segundos.
02)Após o primeiro encontro, as antenas voltam a se alinhar e a fornecer informação redundante a cada $6$ segundos.
04)Mesmo que as acelerações angulares das antenas fossem diferentes, elas forneceriam informação redundante em intervalos de tempo constantes.
08)A antena $B$ gira no sentido oposto ao da antena $A$ até o tempo $t=4$ segundos.
16)No primeiro instante em que as antenas se alinham, ambas apresentam a mesma velocidade angular em módulo.

Gabarito definitivo UEM:

11
Corretas: 01 + 02 + 08.
Resolução

As antenas estão alinhadas quando apontam para a mesma direção. Como uma volta corresponde a $360^\circ$, devemos ter

$$\theta_A-\theta_B=360k,$$

com $k$ inteiro.

Subtraindo as funções dadas:

$$\theta_A-\theta_B=(10-130)+(20+40)t=-120+60t.$$

Logo,

$$-120+60t=360k\quad\Rightarrow\quad t=2+6k.$$

01) Verdadeira. Para $k=0$, o primeiro alinhamento ocorre em $t=2\text{ s}$.

02) Verdadeira. Os valores seguintes são $t=8\text{ s}$, $14\text{ s}$, $20\text{ s}$, etc. Portanto, após o primeiro encontro, os alinhamentos se repetem a cada $6\text{ s}$.

04) Falsa. A constância do intervalo ocorre porque os termos em $t^2$ são iguais e se cancelam na diferença das posições. Com acelerações angulares diferentes, a diferença conteria termo quadrático e os instantes de alinhamento, em geral, não seriam igualmente espaçados.

08) Verdadeira. Comparando $\theta=\theta_0+\omega_0t+\dfrac{\alpha t^2}{2}$ com as expressões dadas, ambas têm $\alpha=10\text{ °/s}^2$. Assim, $\omega_A=20+10t$ e $\omega_B=-40+10t$. A antena $A$ gira no sentido positivo desde $t=0$, enquanto $B$ gira no sentido negativo até atingir $\omega_B=0$ em $t=4\text{ s}$.

16) Falsa. No primeiro alinhamento, $t=2\text{ s}$: $\omega_A=40\text{ °/s}$ e $\omega_B=-20\text{ °/s}$. Os módulos são $40\text{ °/s}$ e $20\text{ °/s}$, portanto não são iguais.

Somatório: $01+02+08=11$.

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