UFSC 2023.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Um professor de Física realizou um experimento de eletricidade com um pano de lã e duas esferas metálicas, A e B, todos inicialmente neutros. As esferas são de mesmo material, porém o raio de B é 8,0 cm e o raio de A é 4,0 cm. Primeiramente, o professor esfregou o pano de lã na esfera A e, em seguida, encostou as duas esferas. Ao final dos procedimentos, os objetos ficaram separados como mostra a figura abaixo. Sabendo-se que a esfera B, ao final do processo, ficou com carga −40,0 μC, é correto afirmar que:

• 01o pano de lã ficou eletrizado com carga negativa.
• 02a carga da esfera A é igual a −20,0 μC.
• 04separadas, conforme a figura, existe uma força de atração entre as duas esferas.
• 08separados, conforme a figura, a força elétrica que a esfera B exerce sobre o pano de lã é maior do que a força elétrica que a esfera A exerce sobre o pano de lã.
• 16separados, conforme a figura, o módulo da carga elétrica do pano de lã é maior do que o módulo da carga elétrica da esfera A.
• 32separadas, conforme a figura, o campo elétrico no ponto médio que separa as esferas A e B não é nulo.

Alguns vídeos que circulam nas redes sociais não parecem ser verdadeiros, principalmente quando não retratam situações corriqueiras. Um vídeo recente mostra duas garotas (Carol e Bia) em uma situação inusitada, mas que fisicamente é possível. Carol, aplicando uma força mantinha Bia em repouso, encostada numa parede áspera, sem que esta última tocasse o chão, como mostra a figura. F, Considerando o exposto, é correto afirmar que:

• 01se 0° < θ < 90°, a força de atrito sobre Bia terá o mesmo módulo do seu peso.
• 02a força resultante sobre Bia é nula.
• 04se o coeficiente de atrito entre a parede e o corpo de Bia for nulo e θ = 0°, então Carol deve aplicar uma força maior que o peso de Bia para mantê-la nessa posição.
• 08se 0° < θ < 90°, as forças aplicadas sobre Bia são o seu peso, a força F, a força de atrito e a força normal.
• 16se θ = 0°, a força normal sobre Bia será, numericamente, igual à força F.

Em um curso de fotografia, os amigos Pedro, Thiago e João discutiram que a máquina fotográfica mais simples existente é uma câmara escura, que pode ser construída a partir uma caixa de 15 cm de comprimento onde é feito um orifício extremamente pequeno (pin-hole) para a entrada de luz em uma das paredes, como indica o esquema abaixo. No curso, os participantes utilizaram esse dispositivo para fotografar objetos ao ar livre. Os amigos, durante a discussão, fizeram algumas afirmações sobre as imagens formadas. Identifique as corretas.

• 01Um objeto de 10 cm colocado a 25 cm do orifício formará uma imagem de 5 cm de altura.
• 02para explicar a formação da imagem nesses dispositivos, não se pode utilizar o princípio da independência dos raios luminosos.
• 04Para melhorar a nitidez, pode-se colocar uma lente bicôncava no orifício.
• 08Para aumentar a claridade no interior da câmara, pode-se aumentar o diâmetro do furo, porém a imagem parecerá mais borrada, parecendo sem nitidez.
• 16Nas máquinas fotográficas mais simples, a distância focal da lente não pode ser alterada. Nesse caso, a focalização da imagem é feita por meio da variação da distância entre a lente e o anteparo (filme ou ccd).
• 32A imagem (i) formada na parede do dispositivo é real e invertida.

A figura abaixo mostra como é usada uma lente horizontal, que ajuda pessoas com baixa visão na leitura de linhas inteiras. Sobre essa lente, é correto afirmar que:

• 01a imagem da letra vista por meio dela é virtual.
• 02para que a imagem seja formada como na figura, o caderno deve ficar posicionado entre o foco e o ponto antiprincipal.
• 04sua ampliação é menor que 1.
• 08esse tipo de lente funciona com base no fenômeno da reflexão da luz.
• 16a imagem das letras vistas por meio dela não pode ser projetada em um anteparo.
• 32é do tipo convergente.

No mesmo o curso, os amigos discutiram sobre uma técnica de investigação das superfícies de obras de arte, a fotografia por fluorescência ultravioleta (UFV). Para a obtenção das imagens, são utilizadas lâmpadas que emitem radiação UV (280 nm – 399 nm), mas a detecção da radiação pela máquina fotográfica ocorre na região do visível (400 nm – 700 nm). O esquema para a obtenção das imagens pode ser observado abaixo. O fenômeno da fluorescência consiste na absorção, por um material, de uma dada frequência da onda e, a partir desse estímulo, ocorre a emissão em uma frequência diferente (neste caso, luz visível). Com base nos conhecimentos de Física, os amigos fizeram algumas afirmações sobre o processo. Identifique as corretas.

• 01A radiação emitida pelas fontes UV e pela amostra pode ser considerada como formada por fótons, cuja energia pode ser determinada a partir da relação E = h·f.
• 02A fluorescência de um material é um processo que ocorre a altas temperaturas.
• 04A energia da radiação incidente é menor que a da radiação emitida por fluorescência.
• 08Como uma parcela da radiação incidente é refletida pela amostra, a intensidade da radiação emitida por fluorescência é menor.
• 16O processo de fluorescência não é explicado pela Física quântica.