P2 de Física 4 da UFRJ - 2012.1

Quando uma partícula com massa de repouso tem a sua velocidade aumentada,

1. Somente a sua massa aumenta
2. Somente a sua energia cinética aumenta
3. Somente a sua massa diminui
4. Somente a sua energia cinética diminui
5. Sua massa diminui e sua energia cinética aumenta
6. Sua massa aumenta e a sua energia cinética diminui
7. Tanto a sua massa como a sua energia cinética aumentam
8. Tanto a sua massa como a sua energia cinética diminuem
9. Sua energia total permanece constante

Um fóton com frequência (Raio X) incide num cristal fino.

Do outro lado do cristal, na mesma direção do fóton incidente, foi detectado um fóton.

A afirmação mais completa possível que podemos fazer sobre o estado final é:

1. A energia e o momento linear do fóton final são iguais às do fóton inicial.
2. A energia e o momento linear do fóton final são iguais às do fóton inicial e não houve emissão de nenhum elétron.
3. A energia e o momento linear do fóton final são iguais às do fóton inicial e houve emissão de um elétron numa certa direção.
4. A energia do fóton final é igual à do fóton inicial.
5. O momento linear do fóton final é igual ao do fóton inicial.
6. Nenhuma das respostas anteriores.

Considere uma célula fotoelétrica de tungstênio, cuja função trabalho é igual a .

Se a radiação incidente sobre esta célula tiver uma frequência igual a , podemos afirmar que:

1. Os elétrons ejetados terão uma energia de
2. Os elétrons ejetados terão uma energia de
3. Os elétrons ejetados terão uma energia de
4. Os elétrons ejetados terão uma energia de
5. Nenhum elétron será ejetado
6. Nenhuma das respostas anteriores

Num referencial parado na Terra, dois estudantes de Física IV, que têm coordenadas espaciais dadas por , , , , emitem dois sinais luminosos separados por um intervalo de tempo igual a .

Outro estudante está numa nave que se desloca em relação à Terra com velocidade igual a .

As origens dos dois sistemas coincidem para .

Qual a distância e o intervalo de tempo medidos por este estudante que está na nave, entre os dois sinais emitidos?

2. ;
3. ;
4. ;
5. ;
6. Nenhuma das anteriores

Thamyres e Tamara, famosa dupla sertaneja, são gêmeas idênticas.

Elas embarcam em suas naves espaciais individuais para um passeio pela Via Láctea e decolam simultaneamente. Thamyres tem a nave mais rápida.

Ambas retornam para a Terra simultaneamente.

Qual das seguintes afirmativas é verdadeira?

1. Thamyres está mais velha somente se ela viajou na mesma direção que Tamara.
2. Thamyres está mais velha somente se ela viajou na direção oposta a Tamara.
3. Tamara está mais velha somente se ela viajou na mesma direção que Thamyres.
4. Tamara está mais velha somente se ela viajou na direção oposta a Thamyres.
5. Tamara está mais velha.
6. Todas as afirmativas são falsas.

Um feixe com , todos com energia e o número de onda , deslocam-se no sentido positivo do eixo e incidem numa barreira de potencial.

Foi observado que voltaram (sentido negativo do eixo );.

Com base nestas informações podemos afirmar que a probabilidade de um elétron penetrar uma barreira de potencial é de:

1. e a energia total de cada elétron é menor que
2. e a energia total de cada elétron é maior que
3. e a energia total de cada elétron é menor que
4. e a energia total de cada elétron é maior que
5. e a energia total de cada elétron é menor que
6. e a energia total de cada elétron é maior que
7. e a energia total de cada elétron é menor que
8. e a energia total de cada elétron é maior que

Um próton e um elétron são acelerados até que suas energias totais sejam o dobro das suas respectivas energias de repouso.

Sendo a energia de repouso do próton e a do elétron , a razão entre as velocidades do próton e do elétron é:

6. Nenhuma das anteriores

Se uma bola de futebol, um elétron, e um fóton têm todos o mesmo momento linear, qual dos três tem o maior comprimento de onda associado?

1. A bola de futebol.
2. O elétron.
3. O fóton.
4. Todos têm o mesmo comprimento de onda associado.
5. Depende da energia do fóton.
6. Nenhuma das anteriores.

A condição de quantização de Bohr para as órbitas dos elétrons requer que:

1. O momento angular do elétron em torno do núcleo do átomo de hidrogênio seja igual a
2. No máximo um elétron ocupe um dado estado estacionário.
3. Os elétrons espiralem em direção ao núcleo enquanto irradiam ondas eletromagnéticas.
4. As energias possíveis para um elétron num átomo de hidrogênio sejam iguais a , onde é uma constante e um número inteiro.
5. Nenhuma das afirmações anteriores está correta.

Um referencial inercial move-se com vetor velocidade em relação ao referencial inercial .

Sabemos que um projétil viaja numa trajetória retilínea no plano fazendo um ângulo com o eixo e que a componente do seu vetor velocidade é um quarto da velocidade da luz no vácuo.

1. Quais as componentes do vetor velocidade no referencial ?
2. Qual é o ângulo dessa trajetória em relação ao eixo ?
3. Qual seria esse ângulo no referencial se no lugar do projétil tivermos um fóton?

Um elétron encontra-se aprisionado num poço de potencial unidimensional infinito de comprimento (caixa quântica).

Este elétron comporta-se como uma corda presa nas extremidades e e está inicialmente no estado fundamental.

Dados , , e , em função dos dados:

1. Deduza a energia e o momento do elétron.
2. Encontre o vetor de estado (função de onda) para o estado fundamental, normalizado.
3. Qual a probabilidade de encontrar o elétron entre e , se ele estiver no segundo estado?
4. Se o elétron estiver no quarto estado, quais os pontos de menor probabilidade de encontrar o elétron, em função de ?
5. Se o elétron estiver no quarto estado, quais os pontos de maior probabilidade de encontrar o elétron, em função de ?

O Princípio da Incerteza de Heisenberg afirma que:

1. Apenas o momento e a velocidade podem ser medidos com precisão ilimitada.
2. A trajetória de uma partícula pode ser definida com precisão ilimitada usando a mecânica quântica.
3. Nada é menor que a constante de Planck
4. Momento e a posição de uma partícula não podem ser medidos simultaneamente com precisão ilimitada.
5. Momento ou a velocidade, mas não ambos, podem ser medidos com precisão ilimitada.
6. Nenhuma das afirmações anteriores está correta.