P2 de Física 4 da UFRJ - 2018.2

Considere as sentenças a seguir sobre a teoria especial da relatividade e marque a opção CORRETA. As leis físicas são as mesmas em qualquer referencial inercial. O módulo da velocidade da luz no vácuo é a mesma em qualquer referencial inercial. O comprimento de onda de um feixe de luz no vácuo é o mesmo em qualquer referencial inercial.

1. Apenas é verdadeira.
2. Apenas é verdadeira.
3. Apenas é verdadeira.
4. Apenas e são verdadeiras.\
5. Apenas e são verdadeiras.
6. Apenas e são verdadeiras.
7. Todas são verdadeiras.
8. Nenhuma é verdadeira.

Uma espaçonave cujo comprimento em repouso vale passa por uma base espacial com velocidade de . Qual o comprimento da nave no referencial da base?

1. 130,0 m.
2. 216,7 m.
3. 78,0 m.
4. 107,2 m.
5. Não há dados suficientes para se estimar o comprimento.

No referencial da Terra, dois raios atingem o chão nos pontos 1 e 2, conforme indicado na figura abaixo. Considere que o raio no ponto 2 decorreu antes do raio no ponto 1 para um observador fixo na Terra. Um avião (), um balão () e um carro () se deslocam com as velocidade indicadas na figura. Para quais objetos, , e os raios em 1 e 2 atingem o chão SIMULTANEAMENTE?

1. .Apenas para A
2. Apenas para B.
3. Apenas para C.
4. Para nenhum deles.
5. Para todos eles.

Em um experimento para testar o efeito fotoelétrico, usando um material cuja função trabalho é de , verifica-se que a diferença de potencial entre o anodo e o catodo deve ser de para que a corrente elétrica seja nula. Qual é o momento linear dos fótons que iluminam o material?

Um astronauta parte da Terra e viaja com velocidade de em direção à estrela Vega, que está a 26 anos-luz de distância da Terra. Quanto tempo terá decorrido de acordo com o relógio do astronauta ao chegar a Vega?

1. 54,2 anos
2. 34,7 anos.
3. 43,3 anos.
4. 26,0 anos.
5. Não há dados suficientes para se estimar o tempo.

De acordo com o efeito Compton, após a colisão entre um fóton e um elétron, é verdade que:

1. A energia total e o momento linear total relativísticos após a colisão são iguais aos seus respectivos valores antes da colisão;
2. O comprimento de onda do fóton espalhado é menor que o comprimento de onda do fóton incidente;
3. A direção do fóton espalhado não depende da massa de repouso do elétron;
4. O elétron não sofre desvio de sua trajetória inicial;
5. O fóton espalhado tem momento linear maior que o fóton incidente.

Considere o modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, onde é o número quântico principal. Escolha a alternativa correta.

1. Os valores permitidos do momento angular são dados por .
2. pode assumir valores negativos.
3. Os raios orbitais dos estados permitidos são proporcionais a .
4. O estado fundamental é obtido para .
5. Os valores permitidos para as energias são proporcionais a .

Considere as afirmações a seguir sobre a figura abaixo que representa a difração de elétrons e marque a opção correta. O padrão de intensidade depende do comprimento de onda associado ao elétron. O padrão de intensidade pode ser explicado apenas pela teoria corpuscular da matéria. A difração de elétrons é semelhante à difração da luz por uma rede de difração.

1. Apenas é verdadeira.
2. Apenas é verdadeira.
3. Apenas é verdadeira.
4. Apenas e são verdadeiras.
5. Apenas e são verdadeiras.
6. Apenas e são verdadeiras.
7. Todas são verdadeiras.
8. Nenhuma é verdadeira.

Dois referenciais inerciais e que se deslocam ao longo do eixo observam um feixe de luz se propagar no vácuo. O vetor velocidade da luz para A vale enquanto para , . Determine a velocidade de um referencial em relação ao outro.

1. .
2. .
3. .
4. .
5. .

Um EXPERIMENTAL dispara em uma lâmpada de flash posicionada em e dispara outra lâmpada localizada em no instante . Um OBSERVADOR que está se movendo com uma velocidade de no sentido positivo do eixo em relação ao experimental observa os dois clarões. Qual é o intervalo de tempo entre os dois clarões de acordo com o observador?

1. 2,500 s.
2. 1,600 s.
3. 2,508 s.
4. 2,000 s.
5. 0,006 s.

A radiação eletromagnética emitida por um átomo de hidrogênio possui um espectro discreto e bem definido de valores. No modelo atômico de Bohr, a série de Paschen pode ser deduzida quando se considera apenas decaimentos para o SEGUNDO estado excitado. O maior comprimento de onda encontrado na série de Paschen é dado aproximadamente por:

2. .
3. .
4. .
5. .

Uma nave espacial com comprimento próprio de ao longo do eixo passa por uma estação transmissora com velocidade de . No instante em que a frente da nave passa pelo transmissor, dois relógios, um na frente da nave e outro no transmissor são sincronizados para . No momento em que a parte de trás da nave passa pelo transmissor, um sinal luminoso é enviado pelo transmissor e, logo depois, detectado na frente da nave.

1. No instante em que o sinal luminoso foi enviado, qual a marcação do relógio a bordo da nave?
2. No instante em que o sinal luminoso alcançou a frente da nave, qual a marcação do relógio a bordo da nave?
3. No instante em que o sinal luminoso alcançou a frente da nave, qual a marcação do relógio na estação transmissora?

Encontre a função de onda independente do tempo do primeiro estado excitado para uma partícula confinada em uma caixa unidimensional de largura .