domingo, 24 de dezembro de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 23

Considere as afirmações sobre radioatividade nuclear.
I - Todos os núcleos atômicos são radioativos.
II - Todos os núcleos radioativos em uma dada amostra, depois de duas meias vidas, já se desintegraram.
III- No decaimento ɣ, um núcleo em um estado excitado decai para um estado de menor energia pela emissão de um fóton.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e II.
(E) I, II e III.

Resolução:
I - Nuclídeos atômicos de baixa massa como o hidrogênio, por exemplo, não apresentam instabilidades capazes de emitir algum tipo de radiação. Porém o parâmetro para emissões radioativas não é apenas a massa, isótopos de carbono 14 sofrem decaimentos do tipo beta apesar de possuir massa baixa em comparação com outros elementos radioativos como urânio 237.
Por tanto nem todos os elementos são radioativos.
Item incorreto.

II - O chamado tempo de meia-vida é o período para que o conteúdo da amostra reduza-se à metade do valor anterior. Assim ao passar por duas meias vidas a amostra reduz-se a metade na primeira e à metade novamente na segunda, sendo assim, reduz-se a um quarto do valor inicial, ou 25%, logo ele não se desintegra totalmente como a afirmação dá a entender.
Item incorreto.

III- Decaimento gama é uma radiação eletromagnética, ou seja, luz. A energia eletromagnética é transportada por partículas chamadas fótons que é a situação descrita no item III.
Item correto.

Resposta: item (C) 

domingo, 10 de dezembro de 2017

UFRGS 2016 - Questão 18

18. Observe a figura abaixo que representa um anel condutor que cai verticalmente na direção de um fio fixo que conduz uma corrente elétrica i.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
Considerando que o plano do anel e o fio são coplanares, conforme representa a figura, a corrente elétrica induzida no anel terá sentido ........ e a força magnética resultante sobre ela ........ .

(A) horário – aponta para o topo da página
(B) horário – aponta para o pé da página
(C) anti-horário – aponta para o topo da página
(D) anti-horário – aponta para o pé da página
(E) anti-horário – será nula

Resolução:

Aplicando a regra da mão direita ao fio verificarmos que é produzido um campo magnético no plano do anel da seguinte

   No lado em que o anel se encontra o campo entra no plano da página o que significa que no referencial do anel está em sua direção o pólo norte do campo. Como o anel está se aproximando o fluxo magnético na espira está aumentando e a tendencia é criar uma corrente que se oponha à esta aproximação, assim o pólo gerado na espira (anel) deve ser o mesmo gerado pelo fio naquele ponto. Por ser o pólo norte que sai do anel podemos afirmar que a corrente está no sentido anti-horário

   Para analisarmos a força magnética sobre a espira vamos observar a parte inferior da espira pois está sob maior influência da corrente elétrica do fio:
   A corrente no anel é no sentido anti-horário, enquanto o campo externo à espira está entrando no plano do anel, para determinarmos a força magnética utilizar a regra da mão espalmada (Regra do Tapa)
   Assim vemos que a força magnética que age sobre anel está dirigida para cima, para o topo da página.

   Resposta:
   Item (C)

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sábado, 18 de novembro de 2017

Cinemática 2: Trajetória

   Cinemática:
   Dando continuidade ao nosso estudo de cinemática, vamos verificar neste capítulo questões relacionadas à trajetória de uma partícula e cada característica relativas ao conceitos ligados possíveis mudanças de posição.
   
   Trajetória:
   Para compreender a ideia da trajetória devemos em primeiro lugar a posição. Após adotar o referencial em que irá se trabalhar (http://coisasdefisicco.blogspot.com.br/2014/03/cinematica-1-conceitos-iniciais.html) podemos identificar as coordenadas da localização do objeto.
   A localização do objeto é tido como posição do objeto. Esta posição é medida em unidade de comprimento (metro - m, centímetros - cm, quilômetros - km etc) . É simbolizada pela letra S em um caso qualquer, x na direção horizontal e y na direção vertical.
   Onde determinamos a posição do referencial é onde chamaremos de origem das posições e esta posição é chamada posição igual à zero. 
   A posição em que é observado o início da trajetória é tida como a posição inicial que pode coincidir com a posição zero, porem não é necessariamente esta a posição de início da trajetória.
   A posição é um ponto, este ponto pode estar localizado em coordenadas uni, bi ou tridimensionais.
   Quando um corpo passa por um conjunto de posições está se deslocando, este conjunto de posições é denominado de trajetória do corpo. A trajetória é então os locais por onde o corpo realmente passou, assim nasce uma grandeza física escalar que é a distância percorrida, veja o exemplo
   Na figura a cima o ônibus faz uma trajetória no bairro percorrendo o total de sete quadras. Seja cada quadra com 100 metros de comprimento o ônibus andou uma distância total de 700 metros. Porém, há uma outra grandeza física associada que é a distância entre os pontos de partida e chegada do ônibus, como identificado a baixo
     
   A linha representada em lilás é a distância entre o ponto de partida e chegada, representa uma grandeza física vetorial chamada deslocamento, neste caso o deslocamento foi de quatro quadras para direita e três quadras para cima. Isso significa que para o ônibus a linha reta que separa os dois pontos formam um triângulo retângulo de lados 400 metros, 300 metros e o lado que representa o tamanho do deslocamento, que pode ser determinado pelo teorema de Pitágoras como segue:

   O deslocamento é representado pelos símbolos delta (letra grega que significa variação) e S do inglês space e para ser completamente determinado deve ter módulo - seu valor numérico, direção - sua inclinação, e sentido - "lado" para onde se dirige, característica de uma grandeza vetorial.
   A distância percorrida por sua vez é determinada apenas por seu módulo, pois é uma grandeza escalar não interessando a direção. 

UFRGS - 2016 - Questão 24

   Segundo o modelo atômico de Bohr, no qual foi incorporada a ideia de quantização, o raio da órbita e a energia correspondentes ao estado fundamental do átomo de hidrogênio são, respectivamente, R1 = 0,53x10-10 m e E1 = -13,6 eV. 
   Para outras órbitas do átomo de hidrogênio, os raios Rn e as energias En, em que n = 2, 3, 4, ..., são tais que

(A) Rn = n2 R1 e En = E1/n2 .
(B) Rn = n2 R1 e En = n2 E1.
(C) Rn = n2 R1 e En = E1/n.
(D) Rn = nR1 e En = nE1.
(E) Rn = nR1 e En = E1/n2 .

Resolução:
    Segundo o modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio ele determinou matematicamente utilizando cálculo avançado e conseguiu explicar transições do elétron nas órbitas, para o raio determinou que no n-ésimo nível o raio seria o produto do quadrado do número do nível pelo raio no estado fundamental, em que n=1, assim, para o raio
 Rn = n2 R1
   Por outro lado para a energia do n-ésimo nível (chamado estado excitado), é a razão entre a energia do estado fundamental e o quadrado do estado excitado, ou seja,
En = E1/n2
   Assim a resposta é o item (A)
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domingo, 12 de novembro de 2017

UFRGS 2016 - Questão 17

   No esquema da figura abaixo, o fio F, horizontalmente suspenso e fixo nos pontos de suporte P, passa entre os polos de um ímã, em que o campo magnético é suposto horizontal e uniforme. O ímã, por sua vez, repousa sobre uma balança B, que registra seu peso.


Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Em dado instante, a chave C é fechada, e uma corrente elétrica circula pelo fio. O fio sofre uma força vertical, ........, e o registro na balança ........ .


(A) para baixo – não se altera.
(B) para baixo – aumenta.
(C) para baixo – diminui.
(D) para cima – aumenta.
(E) para cima – diminui.

   Resolução:
   Inicialmente devemos lembrar que o sentido da corrente que passa pelo circuito que deve ser usada é o convencional, logo, do positivo da bateria para o negativo.
   Como há corrente elétrica, ou seja, transporte de carga, em uma região onde há campo magnético externo à carga, haverá também uma força agindo sobre esta. Podemos determinar a direção e o sentido desta força através da regra da mão espalmada (regra do tapa) como segue a figura a seguir:
   Lembrando que as linhas que representam o campo magnético saem do pólo norte e entram no pólo sul de um imã, então o campo magnético está apontando para dentro da página.
   A corrente  está dirigida para direita no ponto onde o campo é aplicado sobre o fio. Assim, como a mão a cima demonstra, a força magnética que age sobre o fio está direcionada para cima e por princípio de ação e reação há uma força gerada pela corrente sobre o imã na mesma direção e sentido oposto.
   Assim as forças que agem sobre a balança são o próprio peso do imã e a reação a força eletromagnética aumentando a leitura da balança.
Resposta:
Item (D)
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sábado, 11 de novembro de 2017

UFRGS 2016 - Questão 15

Uma esfera condutora e isolada, de raio R, foi carregada com uma carga elétrica Q. Considerando o regime estacionário, assinale o gráfico abaixo que melhor representa o valor do potencial elétrico dentro da esfera, como função da distância r < R até o centro da esfera.












   Resolução:
   O potencial é a energia por unidade de carga criada pela carga em cada ponto do espaço. O potencial no interior da esfera é contribuído por cada elemento de carga da superfície da esfera, assim no interior o que é reduzido por estar distante de um dos lados da esfera é adicionado pelo do lado diretamente oposto, por tanto o potencial no interior da esfera passa a ser constante em qualquer ponto para r<R.
Assim o gráfico para o interior da esfera é uma linha horizontal apresentada no gráfico do item (A).
Resposta: item (A).

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quinta-feira, 2 de novembro de 2017

UFRGS 2016 - Questão 16

O gráfico abaixo apresenta a curva corrente elétrica i versus diferença de potencial V para uma lâmpada de filamento. Sobre essa lâmpada, considere as seguintes afirmações.

 I - O filamento da lâmpada é ôhmico.
II - A resistência elétrica do filamento, quando ligado em 6 V, é 6 Ω.
III- A potência dissipada pelo filamento, quando ligado em 8 V, é 0,15 W.

Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e III.
(E) I, II e III.

Resolução:

Afirmação I:

O gráfico é não linear, visto que não representa uma reta, por este motivo pode-se concluir que este filamento é não-ôhmico. Isto significa que a resistência se modifica com a aplicação e aumento de tensão.
Afirmação incorreta.

Afirmação II:

Ao aplicar a tensão de 6 V à lâmpada a corrente que a percorre é de 1,0 A















Assim








Afirmação correta.

Afirmação III:
Ao aplicar a tensão de 8 V a corrente que percorre o filamento é de 1,2 V como se vê no gráfico.














Assim a potencia dissipada por este filamento é





Afirmação incorreta.

Assim, a única informação correta é a afirmação II.
Resposta: (B)
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