UEM 2018 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 9 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar afirmações de relatividade e de física quântica.

(01) Falsa. Na formulação com “massa relativística”, ela aumenta com a velocidade:

$$m = \frac{m_0}{\sqrt{1 - v^2/c^2}}$$

O fator depende de $v/c$, mas é maior que 1, nunca menor.

(02) Falsa. Está invertido. Interferência e difração são fenômenos ondulatórios; na absorção e na emissão (efeito fotoelétrico, espectros de linhas), a radiação se comporta como fótons, partículas.

(04) Verdadeira. Pelo gabarito oficial. A energia do Sol vem, de fato, principalmente da fusão de hidrogênio em hélio (cadeia próton-próton): quatro núcleos de hidrogênio dão um núcleo de hélio, e a pequena diferença de massa vira energia ($E = \Delta m\,c^2$).

(08) Verdadeira. É a relação de Planck–Einstein, $E = h\,f$.

(16) Verdadeira. A constante $h$ fixa o tamanho do “pacote” de energia ($E = hf$, energia quantizada) e aparece também no limite do princípio da incerteza:

$$\Delta x\,\Delta p \geq \frac{h}{4\pi}$$

Atenção: a banca considerou a (04) verdadeira, valorizando o processo (fusão de hidrogênio em hélio). A rigor, o local está errado: a fusão acontece no núcleo do Sol, onde a temperatura chega a cerca de 15 milhões de kelvins; a superfície (fotosfera, uns 5 800 K) não tem condições para a fusão e só irradia a energia que vem de dentro. Pela física estrita, a (04) seria falsa; publicamos o gabarito oficial.

⚠️ A armadilha: a (02) inverte os papéis: interferência e difração revelam o caráter ondulatório; absorção e emissão, o corpuscular.

A ideia em uma frase: luz é onda quando se propaga e interfere, partícula quando troca energia com a matéria; e a energia de cada fóton é hf.

Resposta: soma 28 (04 + 08 + 16).