UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO Concurso Público Aplicação: 23/3/2002 INSTRUÇÕES

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2 UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO Concurso Público Aplicação: 23/3/2002 CARGO: PROFESSOR ADJUNTO Especialidade: CIÊNCIAS DA NATUREZA / Área de Conhecimento: FÍSICA INSTRUÇÕES 1 Este CADERNO contém a Prova Escrita composta de quatro questões e vinte e quatro páginas para a transcrição das respostas definitivas. 2 Serão distribuídas dez páginas para rascunho, que são de uso opcional e não contarão, portanto, para efeito de avaliação. 3 Caso este caderno esteja incompleto ou tenha qualquer defeito, o candidato deverá solicitar ao fiscal de sala que o substitua. 4 Não é permitida a consulta/utilização de livros, códigos, dicionários, apontamentos, apostilas, réguas, calculadoras ou qualquer outro material. 5 Durante a prova, o candidato não deve levantar-se nem comunicar-se com outros candidatos. 6 Caso necessite, o candidato poderá solicitar ao fiscal de sala folhas suplementares para rascunho e(ou) respostas definitivas. 7 É proibido permanecer com aparelhos eletrônicos (BIP, telefone celular, agenda eletrônica, relógio do tipo data bank etc.) durante o período de realização da prova. 8 A duração da prova é de quatro horas, já incluído o tempo destinado à identificação que será feita no decorrer da prova. 9 Ao terminar a prova, o candidato deve chamar o fiscal mais próximo e devolver-lhe o caderno de prova e todas as folhas de rascunho, receber o seu documento de identidade e deixar o local de prova.

3 QUESTÃO 1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO Concurso Público Aplicação: 23/3/2002 CARGO: PROFESSOR ADJUNTO Especialidade: CIÊNCIAS DA NATUREZA / Área de Conhecimento: FÍSICA PROVA ESCRITA Faça uma digressão a respeito de apenas um dos formalismos abaixo discriminados. a) Formalismo newtoniano Faça uma exposição escrita acerca dos princípios da mecânica newtoniana. Na sua exposição, os seguintes tópicos deverão ser abordados: leis de Newton e suas aplicações na Física, em geral; conceitos de trabalho e energia, aplicando-os ao caso de um sistema conservativo; princípios gerais de conservação na solução de problemas de colisão. b) Formalismo canônico Faça uma exposição escrita a respeito do formalismo canônico da mecânica. Na sua exposição, os seguintes tópicos deverão ser abordados: conceito de coordenadas generalizadas e de espaço de configurações; equivalência entre os formalismos canônico e newtoniano. Como sugestão para mostrar essa equivalência, assuma que: em que T é a energia cinética e Q K são as forças generalizadas. Suponha que as forças derivam de potenciais; defina a função lagrangeana L e use a equação acima para chegar às equações de Lagrange. Mostre, então, que essa formulação é equivalente ao formalismo de Newton. Rubrica do candidato Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 1 / 24

4 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 2 / 24

5 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 3 / 24

6 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 4 / 24

7 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 5 / 24

8 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 6 / 24

9 QUESTÃO 2 Termodinâmica Nesta questão, os três itens são obrigatórios. a) Discorra acerca da definição de calor e acerca do conteúdo físico da primeira lei da termodinâmica. b) Discorra acerca da definição de entropia, de temperatura e a respeito do conteúdo físico da segunda lei da termodinâmica. c) Discorra a respeito da teoria cinética dos gases e do teorema da equipartição da energia. Rubrica do candidato Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 7 / 24

10 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 8 / 24

11 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 9 / 24

12 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 10 / 24

13 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 11 / 24

14 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 12 / 24

15 QUESTÃO 3 Eletromagnetismo Discorra acerca de cada umas das equações de Maxwell, explicitando a importância, as implicações e os seus papéis na descrição dos fenômenos elétricos e magnéticos. Dê exemplos em que cada uma das equações de Maxwell se aplica. Equações de Maxwell forma integral forma diferencial Rubrica do candidato Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 13 / 24

16 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 14 / 24

17 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 15 / 24

18 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 16 / 24

19 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 17 / 24

20 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 18 / 24

21 QUESTÃO 4 Física Quântica Escolha um entre os dois itens abaixo. a) Física Moderna Faça uma digressão a respeito da evolução da Física Moderna, que vá desde a descrição do corpo negro por Planck, por Wien e por Rayleig-Jeans, passando pelo efeito Compton, efeito fotoelétrico, princípio da incerteza de Heisenberg até a introdução da Mecânica Quântica, dentro do formalismo de Schrödinger. Espera-se, nesta questão, que o relato contemple os resultados experimentais, modelos teóricos, princípios e postulados mais importantes no desenvolvimento da Física Moderna. b) Equação de Schrödinger para o Átomo de Hidrogênio Espera-se, nesta questão, que o candidato faça uma descrição do átomo de hidrogênio, para o que sugere-se o seguinte roteiro: escrever o hamiltoniano clássico (H) para o átomo de hidrogênio; em seguida, usando as regras de quantização, encontrar o operador hamiltoniano quântico correspondente. Com o referido operador, montar a equação de Schrödinger e, usando o método de separação de variáveis, reescrever a equação Schrödinger, de forma a obter equações diferenciais para as partes radial e angular, separadamente. Informações adicionais: I Lei de Wien: II Lei de Rayleig-Jeans: III Lei de Planck: IV O operador laplaciano em coordenadas cartesianas e esféricas, respectivamente: Rubrica do candidato Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 19 / 24

22 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 20 / 24

23 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 21 / 24

24 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 22 / 24

25 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 23 / 24

26 Cargo: Professor Adjunto Especialidade: Ciências da Natureza / Área de Conhecimento: Física 24 / 24