UEPG 2022 (Vocacionada) — questão 37 de Física

Gabarito 15Física moderna — relatividade, corpo negro, força nuclear forte e energia do fótonVestibular de Outono · Prova Vocacionada (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 37 de Física do UEPG 2022 (Vocacionada)

Enunciado em texto

A Teoria da Relatividade e a Mecânica Quântica revolucionaram a física do início do século XX. A partir do desenvolvimento desses novos conhecimentos a respeito do Universo em que vivemos, iniciou-se um novo campo da Física chamado de Física Moderna. No que se refere a esse campo de estudos, assinale o que for correto.

(01) Os intervalos de tempo gastos na ocorrência de um fenômeno medido por dois observadores situados em referenciais inerciais diferentes e que se movem com velocidade relativa constante entre si serão diferentes.

(02) Um dos postulados de Einstein afirma que “as leis da Física são as mesmas em todos os referenciais inerciais”.

(04) Corpo negro é um objeto hipotético que absorve toda a radiação eletromagnética que nele incide.

(08) O que mantém a estabilidade dos núcleos dos átomos, fazendo com que os prótons ali presentes não sejam repelidos entre si pela força elétrica, é a força nuclear forte, que só se manifesta para distâncias muito pequenas (d≤10−15d \leq 10^{-15} m).

(16) Um feixe de luz monocromática tem frequência f=2,0×1014f = 2{,}0 \times 10^{14} Hz. Sendo o valor da constante de Planck h=6,6×10−34h = 6{,}6 \times 10^{-34} J.s, a energia de um fóton desse feixe será igual a 1,32×10−201{,}32 \times 10^{-20} J.

(Enunciado: Vestibular de Outono 2022 UEPG — UEPG.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), Coordenadoria de Processos de Seleção (CPS).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar cinco afirmações de física moderna.

(01) Verdadeira. É a dilatação do tempo da relatividade restrita: o intervalo medido por quem vê o fenômeno acontecer em movimento é maior que o medido no referencial em que ele ocorre parado,

Δt=Δt01−v2/c2\Delta t = \frac{\Delta t_0}{\sqrt{1 - v^2/c^2}}

Com velocidade relativa diferente de zero, os dois intervalos são diferentes (a diferença só é perceptível em velocidades próximas à da luz).

(02) Verdadeira. É o primeiro postulado da relatividade restrita (princípio da relatividade). O segundo diz que a velocidade da luz no vácuo é a mesma para todos os referenciais inerciais.

(04) Verdadeira. Corpo negro é o modelo ideal de absorvedor perfeito: absorve toda radiação incidente, de qualquer frequência (e, por isso, também é o emissor ideal).

(08) Verdadeira. A força nuclear forte atrai prótons e nêutrons entre si, é muito mais intensa que a repulsão elétrica a essas distâncias, mas tem alcance curtíssimo, da ordem do tamanho de um núcleo (10−1510^{-15} m).

(16) Falsa.

E=h f=6,6×10−34×2,0×1014E = h\,f = 6{,}6 \times 10^{-34} \times 2{,}0 \times 10^{14}

E=13,2×10−20=1,32×10−19 JE = 13{,}2 \times 10^{-20} = 1{,}32 \times 10^{-19}\ \text{J}

A afirmação erra a potência de 10.

⚠️ A armadilha: na (16), multiplicar 6,6 × 2,0 = 13,2 e escrever “1,32” sem acertar o expoente: passar de 13,2 para 1,32 sobe a potência de 10 em uma unidade.

A ideia em uma frase: energia do fóton é h·f; e na relatividade o tempo medido depende do referencial.

Resposta: soma 15 (01 + 02 + 04 + 08).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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