Questões de Física

    A sensibilidade visual de humanos e animais encontra-se dentro de uma estreita faixa do espectro da radiação eletromagnética, com comprimentos de onda entre 380 nm e 760 nm. É notável que os vegetais também reajam à radiação dentro desse mesmo intervalo, incluindo a fotossíntese e o crescimento fototrópico. A razão para a importância dessa estreita faixa de radiação eletromagnética é o fato de a energia carregada por um fóton ser inversamente proporcional ao comprimento de onda. Assim, os comprimentos de onda mais longos não carregam energia suficiente em cada fóton para produzir um efeito fotoquímico apreciável, e os mais curtos carregam energia em quantidade que danifica os materiais orgânicos.

(Knut Schmidt-Nielsen. Fisiologia animal: adaptação e meio ambiente, 2002. Adaptado.)

A tabela apresenta o comprimento de onda de algumas cores do espectro da luz visível:

Sabendo que a energia carregada por um fóton de frequência f é dada por E = h x f, em que h = 6,6 x 10^–34 J·s, que a velocidade da luz é aproximadamente c = 3 × 10⁸ m/s e que 1 nm = 10^–9 m, a cor da luz cujos fótons carregam uma quantidade de energia correspondente a 3,96 × 10^–19 J é

Em uma atividade de sensoriamento remoto, para fotografar determinada região da superfície terrestre, foi utilizada uma câmera fotográfica constituída de uma única lente esférica convergente. Essa câmera foi fixada em um balão que se posicionou, em repouso, verticalmente sobre a região a ser fotografada, a uma altura h da superfície.

Considerando que, nessa atividade, as dimensões das imagens nas fotografias deveriam ser 5 000 vezes menores do que as dimensões reais na superfície da Terra e sabendo que as imagens dos objetos fotografados se formaram a 20 cm da lente da câmera, a altura h em que o balão se posicionou foi de

Transcrição:

“O Laboratório Nacional de Luz Síncroton, em Campinas, inaugura hoje o primeiro acelerador linear de elétrons da instituição. O equipamento foi projetado e construído no prazo recorde de dois anos e meio e permitirá o desenvolvimento de pesquisas avançadas na área da Física”.

In: Diário do Povo, 18 de fevereiro de 1990.

“No último sábado, dia 14 de dezembro de 2019, a equipe do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) conseguiu, pela primeira vez, armazenar por várias horas elétrons no acelerador principal do Sirius. O novo acelerador de elétrons brasileiro Sirius está instalado em Campinas, SP. Cerca de 85% dos recursos empenhados pelo Ministério de Ciência Tecnologia Inovações e Comunicações (MCTIC) foram investidos no país, em parceria com empresas nacionais. A versatilidade de uma fonte de luz síncrotron permite o desenvolvimento de pesquisas em áreas estratégicas, como energia, alimentação, meio ambiente, saúde, defesa e vários outros. Sirius é a maior e mais complexa infraestrutura científica já construída no país e um dos primeiros aceleradores síncrotron de 4ª geração construídos no mundo”.

Adaptado de: https://www.lnls.cnpem.br/sirius-alcanca-seu-primeiro-feixe-de-eletrons-armazenado/

A luz síncroton é uma radiação eletromagnética de alto fluxo e alto brilho que alcança desde a luz infravermelha, passando pela radiação ultravioleta e chegando aos raios X. Os dois documentos retratam a história desta tecnologia no Brasil.

A partir das informações apresentadas, selecione uma característica dessa pesquisa realizada em nosso país.

A seguir temos um gráfico que traz a densidade média de alguns corpos de Sistema Solar em função da sua distância ao Sol.

Fonte: http://astro.if.ufrgs.br/ssolar.htm

Considere as afirmações a seguir e responda.

I – Entre os planetas, a Terra é o mais denso e Saturno, o menos denso.

II – Quanto mais longe do Sol, menos denso é o corpo.
III – De maneira geral, os planetas terrestres são mais densos que os jovianos.
IV – Marte tem densidade menor do que a de Vênus por ser menor do que este. 

Louis de Broglie (1892 - 1987) foi um físico francês que contribuiu para a formulação da teoria da mecânica quântica. No ano de 1924, postulou, em sua tese de doutorado, que partículas também possuiriam um comprimento de onda associado aos seus movimentos, o que ficou conhecido como o princípio da dualidade da matéria. Louis de Broglie relacionou o comprimento de onda (λ) com a quantidade de movimento (p) da partícula, apresentando a equação: λ = h/p, onde h é a constante de Planck. Suponha um experimento para verificar o comprimento de onda de uma partícula carregada de massa m e carga q (ambas constantes), acelerada, a partir do repouso, por uma diferença de potencial ajustável V, em volts. Uma vez que a energia cinética final da partícula é dada por mv²/2, igualando-se ao trabalho de força elétrica qV (carga vezes a diferença de potencial), podemos fazer mv²/2 = qV.

Desse modo, com base na equação de de Broglie e sendo a quantidade de movimento da partícula o produto entre a velocidade e a massa, ou seja, p = mv, podemos afirmar que o comprimento de onda λ, associado ao movimento da partícula é:

O Diagrama de Hertzsprung-Russell, conhecido como diagrama HR, foi publicado independentemente pelo dinamarquês Ejnar Hertzsprung (1873-1967), em 1911, e pelo americano Henry Norris Russell (1877-1957), em 1913. O Diagrama HR mostra a relação existente entre duas características fundamentais das estrelas: a temperatura superficial ou efetiva e a luminosidade (aqui em termos de luminosidades do Sol). A luminosidade de uma estrela expressa o quanto de energia ela emite por segundo.

Fonte: Adaptada de https://manualios.com/publications/evolucion-del-sol.htm

A primeira coisa que se nota em um diagrama HR, é que as estrelas não se distribuem igualmente nele, mas se concentram em algumas partes. A maior parte das estrelas está alinhada ao longo de uma estreita faixa na diagonal que vai do extremo superior esquerdo até o extremo inferior direito. Essa faixa é chamada de Sequência Principal, onde se encontra o Sol. O fator que determina onde uma estrela se localiza na Sequência Principal é a sua massa: estrelas mais massivas são mais quentes e mais luminosas.

De acordo com o Diagrama HR, assinale a afirmação verdadeira.