MARATONA PISM 3 PROFESSOR ALEXANDRE SCHMITZ

Transcrição

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2 MARATONA PISM 3 PROFESSOR ALEXANDRE SCHMITZ

3 RAIO X DA PROVA

4 TÓPICO 1 - ELETROMAGNETISMO FORÇA ELÉTRICA ELETROSTÁTICA CAMPO ELÉTRICO ELETRICIDADE ELETRODINÂMICA POTENCIAL ELÉTRICO MAGNETISMO ELETROMAGNETISMO

5 EXEMPLO 1 - PISM Considere as afirmativas a seguir: I. A direção do vetor campo elétrico, em determinado ponto do espaço, coincide sempre com a direção da força que atua sobre uma carga de prova colocada no mesmo ponto. II. Cargas negativas, colocadas em um campo elétrico, tenderão a se mover em sentido contrário ao do campo. III. A intensidade do campo elétrico criado por uma carga pontual é, em cada ponto, diretamente proporcional ao quadrado da carga que o criou e inversamente proporcional à distância do ponto à carga. IV. A intensidade do campo elétrico pode ser expressa em newton/coulomb. São verdadeiras: a) somente I e II; b) somente III e IV; c) somente I, II e IV; d) todas; e) nenhuma

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7 EXEMPLO 2 - PISM Durante uma aula de projetos elétricos, o professor pediu que os alunos construíssem um circuito elétrico como mostrado abaixo. Os resistores R1, R2, R3 e R4 têm resistências iguais a 2,0Ω, 4,0Ω, 5,0Ω e 7,0Ω, respectivamente. O circuito é alimentado por uma bateria de 6,0V com resistência interna desprezível.

8 a) Qual a corrente total que atravessa esse circuito? Justifique sua resposta.

9 b) Qual a diferença de potencial entre as extremidades do resistor R3? Justifique sua resposta.

10 EXEMPLO 3 - PISM Um fio condutor rígido de massa igual a 200 g e comprimento L=20 cm é ligado ao restante do circuito através de contatos deslizantes sem atrito, como mostra a figura abaixo. O plano da figura é vertical. Inicialmente, a chave está aberta. O fio condutor é preso a um dinamômetro e se encontra em uma região com campo magnético de módulo B = 1,0T, entrando perpendicularmente no plano da figura. Com base nessas informações, faça o que se pede.

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12 a) Calcule a força medida pelo dinamômetro com a chave aberta, estando o fio rígido em equilíbrio. b) Determine a direção e a intensidade da corrente elétrica no circuito após o fechamento da chave, sabendo-se que o dinamômetro passa a indicar leitura igual a zero.

13 c) Calcule a tensão da bateria, sabendo-se que a resistência total do circuito é de 6,0 Ω.

14 TÓPICO 2 Fenômenos Ondulatórios 1.1 Reconhecer ondas Ondas Mecânicas Som Onda em corda Onda em mola Ondas na água

15 Densidade de A < Densidade de B Densidade de A > Densidade de B

16 Ondas estacionárias numa corda. Onda inteira.

17 ONDA ELETROMAGNÉTICA Ondas eletromagnéticas luz Raio x Micro-ondas Ondas de rádio Ultravioleta outras

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20 EXEMPLO 4 - PISM Considere uma onda eletromagnética que se propaga no sentido positivo do eixo z, em um líquido com índice de refração n=1,8 e que possui um comprimento de onda de 20,0 nm. Sobre esta onda eletromagnética, é CORRETO afirmar: a) As componentes dos campos elétrico e magnético dessa onda não serão perpendiculares à direção de propagação da onda. b) A velocidade de propagação dessa onda é igual a 1,66 x10 8 m/s. c) A frequência dessa onda eletromagnética é 8,3 x Hz. d) Essa onda é uma onda longitudinal por estar se propagando em um líquido. e) Com esse comprimento de onda, essa é uma luz que está na faixa do infravermelho. GABARITO B

21 EXEMPLO 5 - PISM Uma corda de comprimento L = 10 m tem fixas ambas as extremidades. No instante t = 0,0 s, um pulso triangular inicia-se em x = 0,0 m, atingindo o ponto x = 8,0 m no instante t = 4,0 s, como mostra a figura abaixo. Com base nessas informações, faça o que se pede.

22 a) Determine a velocidade de propagação do pulso. b) Desenhe o perfil da corda no instante t = 7,0 s.

23 TÓPICO 3 FÍSICA MODERNA A Física Moderna apoia-se basicamente em duas teorias: Teoria dos Quanta (Max Planck) 1900; Teoria da Relatividade (Albert Einstein) 1905.

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25 EXEMPLO 6 - PISM Um acelerador de partículas linear é utilizado para acelerar partículas a velocidades próximas à velocidade da luz (c=3 x10 8 m/s). Para este tipo de situação, a mecânica newtoniana deixa de valer e temos que utilizar a mecânica relativística. Nesta situação, uma das correções que temos de realizar é recalcular a massa das partículas utilizando a expressão onde v é a velocidade da partícula. Imaginando uma situação onde um elétron (m 0 =9x kg) é acelerado até atingir 80% da velocidade da luz, DETERMINE:

26 a) A variação da massa do elétron. b) A energia cinética relativística que ele adquire no acelerador.

27 c) A energia cinética clássica e a diferença entre o valor encontrado e a energia cinética relativística do item anterior.

28 EXEMPLO 7 - PISM Segundo o modelo de Bohr, as energias dos estados que o elétron pode ocupar no átomo de hidrogênio são dadas aproximadamente por, em que K = 13,6 ev e n é um número inteiro positivo (n = 1, 2, 3...). O ev (elétron-volt) é uma unidade de energia utilizada em Física atômica que corresponde à energia adquirida por um elétron quando acelerado por uma diferença de potencial de 1 volt.

29 a) Calcule a energia necessária (em ev) para o elétron passar do estado fundamental para o primeiro estado excitado no átomo de hidrogênio. b) Calcule o comprimento de onda λ do fóton emitido, quando o elétron retorna ao estado fundamental.

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31 Observe esta figura: EXEMPLO 8 Paulo Sérgio, viajando em sua nave, aproxima-se de uma plataforma espacial, com velocidade de 0,7 c, em que c é a velocidade da luz. Para se comunicar com Paulo Sérgio, Priscila, que está na plataforma, envia um pulso luminoso em direção à nave. Com base nessas informações, é correto afirmar que a velocidade do pulso medida por Paulo Sérgio é de: a) 0,7 c b) 1,0 c c) 0,3 c d) 1,7 c

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33 BOA SORTE A TODOS! Professor Alexandre Schmitz - Colégio Apogeu - Colégio Conexão - Curso Campos (Barbacena) - Curso Universitário (Uba) - Curso Logos Contato: Whatsapp (32)

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