Fisica

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Questão 1

O físico dinamarquês Niels Bohr aperfeiçoou o modelo atômico do físico inglês Ernest Rutherford introduzindo as idéias de quantização propostas por Max Planck (físico alemão). A principal novidade dessas idéias está no fato de que os estados nos quais os sistemas físicos podem ser encontrados não podem ter quaisquer valores de energia e os estados possíveis são aqueles cujos valoresde suas energias fazem parte de determinados conjuntos de valores discretos. Por exemplo, para o caso do átomo de hidrogênio, Bohr propôs, em 1913, que as energias que o elétron pode ter em relação ao núcleo são dadas pela fórmula:
[pic]; n = 1, 2, 3, 4, ...;

n é denominado número quântico principal e sempre um número inteiro,
me é a massa do elétron,
e é a carga do elétron,
[pic], onde hé a constante de Planck.
Assim, todos os valores das energias do átomo de hidrogênio são negativos e proporcionais a [pic].
Quando n = 1, dizemos que o átomo encontra-se no estado fundamental, o de menor energia e [pic] J.

(a) Qual é energia requerida para que um átomo de hidrogênio, no estado fundamental, possa passar para o estado correspondente a n = 2? Como essa energia pode ser fornecidaa esse átomo?
(b) O que representa o estado onde [pic]? O elétron pode ter energias positivas em relação ao núcleo? O que significaria isso?
Resposta:
a) Transição (E=E2-E1
E2= E1 / 4
Logo (E= (E1 / 4) - E1 = E1 ( (1/4 – 1) = -3/4 E1 = -3/4 ( (-2,18 ( 10-18 J ) = 1,64 ( 10-18 J
O processo mais comum é a absorção de um fóton com energia h( = (E = E2-E1, sendo ( a freqüência do fóton. Essamesma energia pode ser transmitida ao átomo por meio de colisões entre partículas.

b) n = ( representa o estado no qual o elétron está livre. Sim. Um elétron livre tem energia E ( 0.


Questão 2

Uma mola ideal de constante elástica k e comprimento natural L0 tem uma de suas extremidades fixa no teto e na outra é presa uma partícula de massa m.
a) Qual será o comprimento da mola quando amassa estiver em repouso?
b) Se a partícula for solta do repouso a partir do ponto A, onde a distância ao teto é L0, qual é a sua velocidade no ponto de equilíbrio calculado no item (a)? Despreze a resistência do ar.

Resposta:
a) mg = k . (L ( (L = mg/k ( L = L0 + mg / k
b) mg(L = ½ k (L2 + ½ mv2 ( mg ( mg/k = ½ k ( (mg/k)2 + ½ mv2 ( ½ mv2 = ½ (mg)2/k ( v2 = mg2/k ( [pic]


Questão 3Dois balões iguais, após serem preenchidos com gás hélio, são atritados
com um tecido até que cada um adquira uma carga Q. A massa M de cada
balão é igual a 20,0 g. Após ligados a um corpo de massa 5,0 g, uma
criança percebe que eles flutuam em equilíbrio, como se vê na figura.
a) Determine o valor de Q em coulomb.
b) Determine em newtons o módulo da força de empuxo que atua sobre os balões.Dado [pic]









Resposta:
As forças que atuam na massa e no balão estão mostradas nas figuras:











Aplicando a segunda lei de Newton, tem-se:

Massa m= 5,00 g ( 2T cos α = Pm ( T cos α = Pm/2
Balão ( E = PB + T cos α e Fe = T sen α

a) Fe = T sen α = (Pm/2 ) x (sen α/cos α) = (Pm/2) x tang α ( Fe =3 Pm/8
Fe = k ( Q2/ d2 = 3P/8 ( Q2= (3Pd2) /(8 k) =
=(3 ( 5,0 ( 10-3 ( 10 ( 120 ( 10-2 ( 120 ( 10-2)/(8 ( 9,00 ( 109) =
Q2 = 3,0 ( 10-12 ( Q = 1,7 ( 10-6 C

b) E = PB + Pm /2 = 20 ( 10 -3 ( 10 + 5 ( 10-3 ( 10 x/2 ( E = 0,225 N

Questão 4

O número de rodas d’água existentes na Inglaterra, no final do século XI, foi estimado como sendo aproximadamente igual a 6000. Ainda hoje, no interior do Brasil, existem moinhosmovidos a rodas d´água para obtenção, por exemplo, do fubá. Supõe-se que, em média, a potência de uma máquina hidráulica destas é de 2,0 hp. Se a potência que as turbinas de um Boeing 747 devem gerar para manter o avião em velocidade de cruzeiro é de 0,30 MW, em termos de rodas d´água, quantas delas seriam necessárias para manter no ar um Boeing 747? Suponha que 1,00 hp = 750 W

Resposta:...
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