Natal, 19 de março de 2012.

Transcrição

1 Natal, 19 de março de 2012.

2 Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias - Física

3 OPÇÕES DE RESPOSTA % DE RESPOSTAS POR QUESTÃO C C A D B D A D C C B C A 23,4 35,8 45,0 32,8 13,9 8,6 53,6 14,3 14,7 26,6 25,1 15,1 B 16,4 11,3 13,8 29,1 30,1 13,5 8,2 30,2 20,3 16,9 39,8 21,4 C 26,1 35,4 25,6 16,7 41,9 13,5 5,7 31,2 52,1 37,2 12,6 47,1 D 34,1 17,5 15,5 21, ,4 32,4 24,2 12,7 19,2 22,4 16,3 DUPLAS OU BRANCAS ÍNDICE DE ACERTO (%) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 26,1 35, ,4 30,1 64,4 53,6 24,2 52,1 37,2 39,8 47,1 Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, 2012.

4 corte transversal de uma pá do gerador Q inicial Q final

5

6 OPÇÕES DE RESPOSTA % DE RESPOSTAS A 23,4 B 16,4 C 26,1 D 34,1 DUPLAS OU BRANCAS 0,1 ÍNDICE DE ACERTO (%) 26,1 Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, 2012.

7 Em Tirinhas, é muito comum encontrarmos situações que envolvem conceitos de Física e que, inclusive, têm sua parte cômica relacionada, de alguma forma, com a Física. Considere a tirinha envolvendo a Turma da Mônica, mostrada a seguir. Supondo que o sistema se encontra em equilíbrio, é correto afirmar que, de acordo com a Lei da Ação e Reação (3ª Lei de Newton), A) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre a corda formam um par ação-reação. B) a força que a Mônica exerce sobre o chão e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação. C) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par ação-reação. D) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre o chão formam um par ação-reação.

9 Do ponto de vista da Física, o sistema de freios dos carros atuais é formado por uma alavanca e por uma prensa hidráulica. Enquanto a alavanca tem a capacidade de ampliação da força aplicada por um fator igual à razão direta de seus braços, a prensa hidráulica amplia a força da alavanca na razão direta de suas áreas. Finalmente, a força resultante aciona os freios, conforme mostrado na Figura, fazendo o veículo parar. Considere que a alavanca tem braço maior, L, igual a 40cm e braço menor, l, igual a 10cm, e a prensa hidráulica apresenta êmbolos com área maior, A, oito vezes maior que a área menor, a. Levando em consideração as características descritas acima, tal sistema de freios é capaz de fazer a força exercida no pedal dos freios, pelo motorista, aumentar A) 32 vezes. C) 24 vezes. B) 12 vezes. D) 16 vezes.

11 Em um processo de demolição de um prédio, foi utilizado um guindaste como o mostrado na Figura. Nesse guindaste há um pêndulo formado por um cabo de aço de comprimento, L, e por uma esfera de ferro (esfera de demolição) de massa, M. Para realizar a demolição, a esfera é puxada pelo guindaste até a posição mostrada na Figura e, logo após, é solta, indo, assim, de encontro ao prédio a ser demolido. Considerando a aceleração da gravidade, g; o comprimento do arco, S, formado pelo movimento da esfera; a diferença de altura, h, entre a posição inicial e sua posição no momento da colisão; a altura, H, da esfera em relação ao solo na posição inicial; e o comprimento do cabo, L, conforme mostrados na Figura, pode-se concluir que a energia máxima disponível em uma colisão é: A) MgS. B) MgH. C) MgL. D) Mgh.

13 Em seu livro Diálogos sobre os dois Principais Sistemas do Mundo, Galileu, através de seu personagem Salviati, refuta um dos principais argumentos aristotélicos sobre o movimento da Terra, defendido pelo personagem Simplício, que diz: Se de fato a Terra tivesse um movimento diurno de rotação, uma torre do alto da qual se deixasse cair uma pedra, sendo transportada pela Terra em sua rotação, já se teria deslocado de muitas centenas de jardas para leste durante o tempo de queda da pedra, e a pedra deveria atingir o solo a essa distância da base da torre. Seguindo o argumento de Simplício, poder-se-ia concluir que a Terra não gira, pois a pedra sempre cai atingindo o ponto verticalmente abaixo de onde foi solta. Entretanto, a argumentação de Simplício está equivocada, pois sabe-se que a Terra tem movimento de rotação, isto é, ela gira, e que a pedra cai no ponto abaixo do qual foi solta porque A) sua velocidade de queda depende da velocidade linear da Terra. B) sua velocidade angular é igual à velocidade angular da Terra. C) sua aceleração angular é igual à aceleração da gravidade. D) sua aceleração linear depende da aceleração linear da Terra.

15 Um cliente de lojas virtuais estava procurando adquirir um forno de microondas, que apresentasse o menor consumo de energia dentre os modelos disponíveis, quando se interessou por dois que apresentavam as seguintes características técnicas: Aparelho Potência (W) Tensão (V) Frequência (Hz) Forno Forno Em relação ao consumo de energia e considerando que qualquer um dos dois seria utilizado durante o mesmo intervalo de tempo, as informações contidas na Tabela indicam ao cliente que ele pode adquirir A) apenas o Forno 2, pois o consumo de energia depende apenas da tensão de alimentação. B) apenas o Forno 1, pois o consumo de energia depende apenas da tensão de alimentação. C) qualquer um dos fornos, pois o consumo de energia depende apenas da frequência. D) qualquer um dos fornos, pois o consumo de energia depende apenas da potência.

16 OPÇÕES DE RESPOSTA % DE RESPOSTAS A 13,9 8,6 B 30,1 13,5 C 41,9 13,5 D 14,0 64,4 DUPLAS OU BRANCAS 0,1 ÍNDICE DE ACERTO (%) 30,1 64,4 Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, 2012.

17 Um técnico em eletrotécnica resolve controlar a intensidade luminosa de seu quarto, instalando um potenciômetro (resistor de resistência variável) em série com o circuito elétrico que alimenta a lâmpada de seu quarto, conforme mostrado no esquema ao lado. Considerando que a intensidade da radiação luminosa emitida pela lâmpada depende da potência elétrica que nela circula, para reduzir a intensidade luminosa no quarto, o técnico deverá A) aumentar a resistência no potenciômetro e, assim, diminuir a corrente que passa pela lâmpada. B) diminuir a resistência no potenciômetro e, assim, aumentar a corrente que passa pela lâmpada. C) aumentar a resistência no potenciômetro e, assim, aumentar a corrente que passa pela lâmpada. D) diminuir a resistência no potenciômetro e, assim, diminuir a corrente que passa pela lâmpada.

19 Visando a discutir os efeitos magnéticos da corrente elétrica sobre quatro pequenas bússolas postas sobre uma placa, um professor montou, em um laboratório didático, o dispositivo experimental representado na Figura abaixo. Inicialmente, com a chave desligada, as bússolas ficam orientadas exclusivamente pela ação do campo magnético terrestre. Ao ligar a chave e fazer circular uma corrente elétrica no circuito, esta irá produzir um campo magnético muito mais intenso que o terrestre. Com isso, as bússolas irão se orientar de acordo com as linhas desse novo campo magnético. Das representações abaixo, a que melhor representa o efeito do campo magnético produzido pela corrente sobre as bússolas é

20

22 Recentemente, tem-se falado muito sobre os possíveis danos que o uso contínuo de aparelhos celulares pode trazer ao ser humano. Por sua vez, muitas pessoas que já utilizaram o celular encostado à orelha, por um tempo suficientemente longo, perceberam que a região em torno desta se aqueceu. Isso se explica pelo fato de que A) o celular absorve ondas eletromagnéticas, que são transformadas em radiação ultravioleta e aquecem os tecidos da região da orelha. B) o celular emite ondas sonoras, as quais são absorvidas pelos tecidos da região da orelha, aquecendo-a. C) o celular emite ondas eletromagnéticas, as quais são absorvidas pelos tecidos da região da orelha, aquecendo-a. D) o celular absorve ondas sonoras, que são transformadas em radiação infravermelha que aquecem os tecidos da região da orelha.

24 O uso de tecnologias associadas às energias renováveis tem feito ressurgir, em Zonas Rurais, técnicas mais eficientes e adequadas ao manejo de biomassa para produção de energia. Entre essas tecnologias, está o uso do fogão a lenha, de forma sustentável, para o aquecimento de água residencial. Tal processo é feito por meio de uma serpentina instalada no fogão e conectada, através de tubulação, à caixa d água, conforme o esquema mostrado na Figura abaixo Na serpentina, a água aquecida pelo fogão sobe para a caixa d água ao mesmo tempo em que a água fria desce através da tubulação em direção à serpentina, onde novamente é realizada a troca de calor. Considerando o processo de aquecimento da água contida na caixa d água, é correto afirmar que este se dá, principalmente, devido ao processo de A) condução causada pela diminuição da densidade da água na serpentina. B) convecção causada pelo aumento da densidade da água na serpentina. C) convecção causada pela diminuição da densidade da água na serpentina. D) condução causada pelo aumento da densidade da água na serpentina.

26 Duas pessoas, que estão em um ponto de ônibus, observam uma ambulância que delas se aproxima com a sirene de advertência ligada. Percebem que, ao passar por elas, o som emitido pela sirene se torna diferente daquele percebido durante a aproximação. Por outro lado, comentando esse fato, elas concordam que o som mudou de uma tonalidade aguda para uma mais grave à medida que a ambulância se distanciava. Tal mudança é explicada pelo efeito Doppler, segundo o qual, para essa situação, a A) amplitude do som diminuiu. B) frequência do som diminuiu. C) frequência do som aumentou. D) amplitude do som aumentou.

28 Estudantes interessados em analisar a natureza dual da luz preparavam uma apresentação para uma Feira de Ciências com três experimentos, conforme mostrados nas Figuras abaixo. o 1º experimento mostra a difração da luz ao passar por uma fenda estreita; o 2º experimento mostra o efeito fotoelétrico caracterizado pela geração de corrente elétrica a partir da incidência de luz sobre uma célula fotoelétrica; e o 3º experimento mostra o efeito da polarização da luz ao fazê-la incidir sobre filtros polarizadores. A partir desses experimentos, é correto afirmar que A) o efeito fotoelétrico e a polarização evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto a difração evidencia a natureza corpuscular da luz. B) a polarização e a difração evidenciam a natureza corpuscular da luz, enquanto o efeito fotoelétrico evidencia a natureza ondulatória da luz. C) a difração e a polarização evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto o efeito fotoelétrico evidencia a natureza corpuscular da luz. D) o efeito fotoelétrico e a difração evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto a polarização evidencia a natureza corpuscular da luz.

30 PROVA DISCURSIVA DE FÍSICA

31 COMPETÊNCIA: Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científicotecnológicas. HABILIDADE: Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes. CONTEÚDO CONCEITUAL: Mecânica, cinemática, gráficos.

32 Entre as novas tecnologias mais divulgadas pelas mídias escritas e televisivas, merecem destaque as reportagens sobre os novos modelos de carros movidos a eletricidade. Em uma dessas reportagens, estava disponível o gráfico da velocidade em função do tempo, como representado na Figura abaixo, para um desses carros de massa, m, igual a kg e potência de 120 cv. Aproveitando as informações disponíveis na reportagem, um estudante aficionado por automobilismo resolveu determinar algumas grandezas mecânicas que lhe permitissem aplicar seus conhecimentos de Física. Neste sentido, ele determinou a distância percorrida, d, o trabalho, T, realizado sobre o carro, a potência média, P, durante os 10 segundos mostrados no Gráfico da velocidade, v(t), em função do tempo, t.

33

34 Como a aceleração é igual a: a= V/ t. Então, do gráfico, pode-se obter a= V/ t= (30-0)/(10-0) =30/10 = 3 m/s 2. Como a distância percorrida é determinada por d = ½ at 2 e o intervalo de tempo t é igual a 10s, logo d = ½ at 2 =(½ ) x 3 x (10) 2 = 0,5x3x(10) 2 =0,5x3 x100 = 150 m. Portanto, a distância percorrida pelo carro em 10 s será de 150 m.

35 O trabalho realizado sobre o carro pode ser calculado a partir da expressão T= F.x, onde F=ma, e F é o módulo da força resultante sobre o carro e m é a massa do carro. Portanto, F= ma = 1472x3= 4416 N. Logo, o trabalho será dado por T=4416x150= J Assim, o trabalho foi de J.

36 Uma vez que a potência desenvolvida pelo carro é determinada por P= T/t Logo: P= T/t=662400/10=66240 W Que pode ser transformada em cv utilizando a relação 1 cv = 736 watts. 1W = 1/736 cv, Então, P=66240X1/736 = 90,0 cv Portanto, a potência média de 90 cv, desenvolvida pelo carro nos 10s mostrados no gráfico da questão, é compatível com a de um automóvel capaz de desenvolver uma potencia de 120 cv.

37 Subitem A - operações aritméticas; - unidades; - aplicação de fórmulas; - resultados sem unidade ou com unidade incorreta. Subitem B - unidades de medida inconsistentes; - interpretação gráfica (p. ex.: trabalho X área no lugar de velocidade X tempo ); - utilização de valores incorretos do subitem anterior. Subitem C - conversão de unidades; - equívocos na interpretação do enunciado; - utilização de valores incorretos do subitem anterior.

38 Densidade VESTIBULAR PROVA DISCURSIVA DE FÍSICA NOTA NA QUESTÃO % ( 2443 ) 13.3 % ( 1418 ) A análise do gráfico deverá ser feita da seguinte forma: para a primeira barra, o valor acumulado é a nota 0; para a segunda, o valor acumulado é a nota 1; e, assim sucessivamente para o eixo X. Média = 4.84 D. Padrão = 3.41 Mínimo = 0 Máximo = 10 Provas = % ( 1236 ) 6.9 % ( 738 ) 5.9 % ( 628 ) 6.3 % ( 678 ) 7.5 % ( 803 ) 8 % ( 857 ) 7 % ( 744 ) 7.7 % ( 822 ) 3 % ( 322 ) Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, Nota

39 NOTAS Nº de candidatos (%) 0,00 (zero) ,3 0,01-0, ,26-0, ,2 0,51-0, ,7 0,76-1, ,8 NOTA MÉDIA 0,48 Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, 2012.

40 COMPETÊNCIA: Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos. HABILIDADE: Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. CONTEÚDO CONCEITUAL: Mecânica, hidrostática, o calor e os fenômenos térmicos.

41 O mergulho autônomo é uma atividade esportiva praticada nas cidades litorâneas do Brasil. Na sua prática, mergulhadores, que levam cilindros de ar, conseguem atingir profundidades da ordem de dezenas de metros. A maior parte do corpo do mergulhador suporta bem as pressões em tais profundidades, mas os pulmões são muito comprimidos e, portanto, ficam sujeitos a fortes estresses. Assim, existe um limite máximo de profundidade a partir do qual é possível ao mergulhador voltar rapidamente à superfície sem que o processo compressão-descompressão do seu pulmão leve ao colapso dos alvéolos pulmonares e até a hemorragias fatais.

42 DADOS: Lei fundamental da hidrostática P = Po + µgh. Lei de Boyle, P o V o = P 1 V 1. Aceleração da gravidade, g = 10,0m/s 2 Considere a densidade da água do mar, µ água = 1,0 x 10 3 kg/m 3. Pressão atmosférica ao nível do mar, P o = 1,0 atm = 1,0 x 10 5 N/m 2 Considerando V o o volume do pulmão ao nível do mar, onde a pressão atmosférica é P o, e supondo que os pulmões do mergulhador obedecem à lei geral dos gases a temperatura constante, A) determine o valor da pressão sobre o mergulhador, quando ele se encontra a uma profundidade de 30m. B) verifique se o mergulhador poderá ultrapassar a profundidade de 30 m, sabendo que o limite máximo de contração do pulmão, sem que este sofra danos, é 25% do volume do pulmão na superfície. Justifique sua resposta.

43 O valor da pressão sobre o mergulhador que se encontra a uma profundidade de 30 m é determinada a partir da expressão: P = Po + µgh, onde Po é a pressão atmosférica ao nível do mar, µ é a densidade da água do mar 1,0 x 10 3 kg/m 3, h é a profundidade em que se encontra o mergulhador e g é a aceleração da gravidade 10 m/s 2. Substituindo tais valores na expressão acima, obtém-se: P=1x x10x30=1x x10 5 =4x10 5 N/m 2. P=4x10 5 N/m 2, que corresponde a uma pressão de 4 atm.

44 Uma vez que a Lei de Boyle relaciona as pressões e os volumes iniciais e finais de um gás à temperatura constante, conhecendo-se o valor da pressão inicial Po e a relação entre os volumes inicial V o (volume do pulmão na superfície) e final V 1 (volume do pulmão a uma profundidade de 30 m), e considerando-se que V1 poderá atingir uma contração máxima correspondente a 25% de Vo, pode-se escrever V 1 =(25/100)x V o = 0,25xV 0. Substituindo os valores na expressão da Lei de Boyle (P o V o =P 1 V 1 ), calcula-se a pressão capaz de comprimir em 25% o volume (V o ) do pulmão. E, a partir daí, verifica-se se o mergulhador pode ultrapassar o limite de 30m. P 1 V 1 =P 0 V 0 P 1 =P o V o /V 1 P 1 =1x10 5 xv o /V 1 P 1 =1x10 5 xv o /0,25V o P 1 = 1x10 5 /0,25= (1/0,25)x10 5 P 1 =4x10 5 N/m 2 Uma vez que 4x10 5 N/m 2 é exatamente igual à pressão sobre o mergulhador a 30m de profundidade, então ele não poderá ultrapassar essa profundidade sem que o seu pulmão possa vir a sofrer danos.

45 No geral, substituição dos valores na equação e unidades de medida inconsistentes. Subitem A - notação científica (expoente de base 10). Subitem B - operações e conclusão com texto.

46 Densidade VESTIBULAR PROVA DISCURSIVA DE FÍSICA NOTA NA QUESTÃO % ( 2944 ) 19.7 % ( 2111 ) A análise do gráfico deverá ser feita da seguinte forma: para a primeira barra, o valor acumulado é a nota 0; para a segunda, o valor acumulado é a nota 1; e, assim, sucessivamente para o eixo X. Média = 3.4 D. Padrão = 3.74 Mínimo = 0 Máximo = 10 Provas = % ( 2117 ) 9.2 % ( 982 ) 8.6 % ( 921 ) 6.5 % ( 699 ) 4.8 % ( 508 ) 0.9 % ( 98 ) 0.6 % ( 66 ) 0.7 % ( 70 ) 1.6 % ( 173 ) Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, Nota

47 NOTAS Nº de candidatos (%) 0,00 (zero) ,5 0,01-0, ,1 0,26-0, ,7 0,51-0, ,6 0,76-1, NOTA MÉDIA 0,34 Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, 2012.

48 COMPETÊNCIA: Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. HABILIDADE: Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. CONTEÚDO CONCEITUAL: Fenômenos Elétricos e Magnéticos.

49 O nosso dia a dia está repleto de equipamentos e aparelhos, elétricos, eletromagnéticos e eletrônicos que, de diversas formas têm alterado as relações de trabalho e lazer em nossa sociedade. Existem várias características que são comuns a todos os aparelhos e outras que são comuns a grupos específicos deles. Por exemplo, todos estão sujeitos ao aquecimento, quando ligados a uma fonte de energia elétrica como uma rede elétrica externa ou uma bateria e, além disso, consomem quantidades de energia distintas mesmo quando eventualmente são ligados à mesma fonte de tensão. Neste contexto, levando em conta princípios físicos relacionados com a eletricidade e o magnetismo, A) explique o motivo pelo qual todos os aparelhos elétricos se aquecem quando ligados a uma fonte de energia elétrica. B) explique o fato de que diferentes aparelhos elétricos, quando ligados à mesma tensão elétrica (ddp), podem dissipar diferentes potências elétricas.

50 Os aparelhos elétricos, quando ligados, permitem a circulação de correntes elétricas nos elementos dos circuitos elétricos e fios existentes em seu interior, os quais, por efeito Joule, isto é, devido às colisões entre os portadores de carga e a rede cristalina, obrigatoriamente irão dissipar energia na forma de calor, ou seja, ficarão aquecidos.

51 Os aparelhos elétricos podem ser ligados a uma mesma tensão elétrica e, ao mesmo tempo, dissipar potências diferentes pelo fato de que a potência dissipada depende do produto da tensão pela corrente elétrica (P=VI). Desse modo, aparelhos pelos quais circulam correntes de diferentes intensidades, por terem resistências elétricas diferentes, podem ter o produto (VI) diferente, dissipando, assim, potências elétricas diferentes.

52 Subitem A - confusão conceitual (eletromagnetismo X termodinâmica); Subitem B - confusão conceitual (potência X potencial elétrico; frequência X corrente elétrica); - tentativa de utilização de parte da resposta da questão 12 nesta questão.

53 Densidade VESTIBULAR PROVA DISCURSIVA DE FÍSICA NOTA NA QUESTÃO % ( 2708 ) 23.1 % ( 2473 ) Média = 2.28 D. Padrão = 2.5 Mínimo = 0 Máximo = 10 Provas = % ( 1543 ) A análise do gráfico deverá ser feita da seguinte forma: para a primeira barra, o valor acumulado é a nota 0; para a segunda, o valor acumulado é a nota 1; e, assim, sucessivamente para o eixo X. 9.2 % ( 985 ) 7.7 % ( 822 ) 5.5 % ( 593 ) 4.8 % ( 517 ) 3.8 % ( 409 ) 3.1 % ( 333 ) 1.3 % ( 137 ) 1.6 % ( 169 ) Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, Nota

54 NOTAS Nº de candidatos (%) 0,00 (zero) ,3 0,01-0, ,9 0,26-0, ,1 0,51-0, ,4 0,76-1, ,2 NOTA MÉDIA 0,23 Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, 2012.

55 COMPETÊNCIA: Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científicotecnológicas. HABILIDADE: Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo. CONTEÚDO CONCEITUAL: Oscilações, ondas, óptica e radiação; Interação da radiação com a matéria.

56 Descoberto independentemente pelo russo Alexandre Stoletov, em 1872, e pelo alemão Heirich Hertz, em 1887, o efeito fotoelétrico tem atualmente várias aplicações tecnológicas principalmente na automação eletro mecânica, tais como: portas automáticas, dispositivos de segurança de máquinas e controle de iluminação. Fundamentalmente, o efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por superfícies metálicas quando iluminadas por radiação eletromagnética. Dentre as principais características observadas experimentalmente, destacamos: Por menor que seja a intensidade da radiação causadora do fenômeno, o intervalo de tempo entre a incidência da radiação e o aparecimento da corrente gerada pelos elétrons emitidos é totalmente desprezível, isto é, o efeito é praticamente instantâneo. Para cada superfície metálica específica, existe uma frequência mínima, chamada frequência de corte, a partir da qual se verifica o fenômeno. Se a frequência da radiação incidente está abaixo da frequência de corte, mesmo aumentando sua intensidade, não se verifica o fenômeno. Por outro lado, para frequências da radiação incidente acima da frequência de corte, o fenômeno se verifica para qualquer intensidade.

57 A Figura representa um dispositivo para o estudo efeito fotoelétrico. Nela, elétrons são arrancados da superfície emissora, devido à radiação incidente, e acelerados em direção à placa coletora pelo campo elétrico, gerando uma corrente elétrica que é medida pelo amperímetro, A. Diante do exposto, responda as questões abaixo: A) Como se explica o comportamento observado no item 1 do texto? Justifique sua resposta. B) Como se explica o comportamento observado no item 2 do texto? Justifique sua resposta. C) Como se explica o comportamento observado no item 3 do texto? Justifique sua resposta.

58 Tal comportamento se justifica pelo fato de que, ao contrário do previsto pela teoria ondulatória, na qual demandaria algum tempo entre a incidência da radiação na superfície metálica e a posterior emissão de elétrons por essa superfície, no efeito fotoelétrico praticamente não existe intervalo de tempo entre a incidência da radiação e a emissão do fotoelétron, isto é, o efeito é praticamente instantâneo. Esse comportamento se justifica pelo modelo corpuscular da luz, proposto por Einstein, segundo o qual a radiação é formada por pequenos pacotes de energia (fótons) que, ao colidirem diretamente com um dos elétrons da superfície, transmite toda sua energia para o elétron, arrancando-o, assim, da superfície.

59 No modelo corpuscular proposto por Einstein, a energia do fóton é igual ao produto da constante de Planck pela frequência da radiação incidente (E=hf), e cada tipo de superfície metálica apresenta distinta função trabalho (energia mínima necessária para se arrancar um elétron). Logo, existe uma frequência mínima para a qual o fóton terá energia igual à da função trabalho da superfície. Tal frequência é chamada de frequência de corte, e somente fótons com frequências iguais ou maiores que à de corte serão capazes de arrancar elétrons da superfície.

60 A não dependência da intensidade está associada à natureza corpuscular da radiação eletromagnética, pois o aumento da intensidade significa apenas o aumento da quantidade de fótons incidentes na placa metálica, por unidade de tempo, não aumentando, assim, a energia de cada fóton. Portanto, o aparecimento do fenômeno não pode depender da intensidade da radiação incidente, mas apenas da energia de cada fóton, a qual depende exclusivamente do produto da frequência da radiação incidente pela constante de Planck, conforme descrito no modelo corpuscular da luz.

61 Subitem A - repetição do enunciado da questão; - desconhecimento do significado de explicar ; - utilização de teorias inexistentes ( teoria do tudo ou nada ). Subitem B - tentativa equivocada de associação da questão com portas automáticas, flash automático e sensores. Subitem C - associação do item à Física Clássica e não à Física Moderna.

62 Densidade VESTIBULAR PROVA DISCURSIVA DE FÍSICA NOTA NA QUESTÃO % ( 8158 ) Média = 0.57 D. Padrão = 1.51 Mínimo = 0 Máximo = 10 Provas = A análise do gráfico deverá ser feita da seguinte forma: para a primeira barra, o valor acumulado é a nota 0; para a segunda, o valor acumulado é a nota 1; e assim sucessivamente para o eixo X. 11 % ( 1172 ) 3.6 % ( 381 ) 2.6 % ( 275 ) 1.9 % ( 199 ) 1.4 % ( 154 ) 1.6 % ( 173 ) 0.7 % ( 71 ) 0.4 % ( 44 ) 0.2 % ( 18 ) 0.4 % ( 44 ) Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, Nota

63 NOTAS Nº de candidatos (%) 0,00 (zero) ,3 0,01-0, ,7 0,26-0, ,7 0,51-0, ,5 0,76-1,0 84 0,8 NOTA MÉDIA 0,06 Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, 2012.

64 Densidade VESTIBULAR PROVA DISCURSIVA DE FÍSICA NOTA NA PROVA 29.2 % ( 3125 ) Média = 1.11 D. Padrão = 0.92 Mínimo = 0 Máximo = 3.95 Provas = % ( 2235 ) 15.4 % ( 1649 ) A análise do gráfico deverá ser feita da seguinte forma: para a primeira barra, o valor acumulado é a nota 0; para a segunda, o valor acumulado é a nota 0,5; e, assim, sucessivamente para o eixo X. 9.7 % ( 1041 ) 9.3 % ( 996 ) 6.8 % ( 725 ) 5.2 % ( 552 ) 3 % ( 316 ) 0.5 % ( 50 ) Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, Nota

65 NOTAS QUESTÃO 09 QUESTÃO 10 QUESTÃO 11 QUESTÃO 12 Nº de candidatos (%) Nº de candidatos (%) Nº de candidatos (%) Nº de candidatos 0,00 (zero) , , , ,3 0,01-0, , , , ,7 0,26-0, , , , ,7 0,51-0, , , , ,5 0,76-1, , , ,2 84 0,8 NOTA MÉDIA 0,48 0,34 0,23 0,06 Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, Nota média na prova (por item): 0,28 Nota média na prova (total): 1,11 Total de candidatos: (%)

66 Arquivo disponível no sítio do OVEU - Observatório da Vida do Estudante Universitário: