UFU 2009-2 — questão 11 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar três afirmativas, uma de gravitação e duas de física moderna.

Passo 1 — afirmativa I. Em órbita, a única força sobre o satélite é o peso (a atração da Terra). Estar sob a ação só do peso é exatamente a definição de queda livre. O satélite cai o tempo todo em direção à Terra, mas como tem uma grande velocidade horizontal, enquanto ele “cai” a superfície curva da Terra também “foge” por baixo dele, e ele nunca a atinge. Correta.

Passo 2 — afirmativa II. A primeira parte está certa (é a emissão de elétrons por um metal iluminado), mas a condição está errada. Cada fóton entrega a energia $E = hf$ a um elétron; o elétron só escapa se essa energia for pelo menos igual à função trabalho $\phi$ do metal:

$$hf \geq \phi$$

Quem decide se o efeito ocorre é a frequência da radiação. A intensidade só muda quantos elétrons saem (mais fótons por segundo), quando o efeito já ocorre. Luz muito intensa abaixo da frequência de corte não arranca elétron nenhum. Incorreta.

Passo 3 — afirmativa III. É a dualidade onda-partícula: a luz (radiação, energia) se comporta como onda na interferência e como partícula (fóton) no efeito fotoelétrico; a matéria (elétrons, por exemplo) se comporta como partícula numa colisão e como onda na difração de elétrons (onda de De Broglie). O comportamento que aparece depende da interação. Correta.

Conferindo: corretas I e III: alternativa D.

⚠️ A armadilha: a afirmativa II começa certa e escorrega no fim. Quem lê só a primeira metade marca “I e II” (alternativa A). Lembre: no efeito fotoelétrico, frequência decide se acontece; intensidade decide quanto acontece.

A ideia em uma frase: satélite em órbita é um corpo em queda livre que nunca chega ao chão; no efeito fotoelétrico, quem manda é a frequência, não a intensidade.

Resposta: alternativa D (apenas I e III).