Questões de Física

A figura ilustra de maneira simplificada o fenômeno da dispersão da luz branca ao incidir sobre um prisma de vidro a partir do ar, mostrando apenas raios refratados correspondentes a três cores diferentes. Um fenômeno análogo é responsável pelo aparecimento do arco-íris após uma chuva.

Na base do fenômeno da dispersão está a refração de raios luminosos quando incidem sobre uma interface que separa dois meios físicos distintos. A descrição matemática da refração é feita pela lei de Snell, conforme apresentada a seguir:

𝑛_{𝑖, λ}senθ_𝑖 = n𝑟, _λsen θ_r

em que:

• 𝑛𝑖, _λ é o índice de refração da luz de comprimento de onda λ no meio incidente,
• θ𝑖 é o ângulo que o raio incidente faz com a reta normal à interface,

• n𝑟,_λ é o índice de refração da mesma luz no meio refratado e
• θ𝑟 é o ângulo que o raio refratado faz com a reta normal à interface. 

O índice de refração do ar pode ser tomado como igual a 1 para qualquer comprimento de onda.

Com base nessas informações, a relação correta entre os índices de refração dos raios das cores (𝑛₁), (𝑛₂) e (𝑛₃) no vidro é dada por:

“De acordo com o órgão responsável pela área de telecomunicações e radiodifusão dos Estados Unidos, considera-se ionizante qualquer radiação eletromagnética que transporte energia maior que 10 eV (elétron-volts). Essa energia é equivalente àquela transportada pelo ultravioleta longínquo, uma das faixas mais energéticas do ultravioleta, que se estende entre 122 nm e 200 nm de comprimento de onda.”

Disponível em https://mundoeducacao.uol.com.br/. Adaptado.

“De acordo com a professora Patricia Nicolucci, da USP, há dois tipos de radiação: a ionizante e a não ionizante. Mas elas possuem características diferentes de interação com o corpo humano. ‘[Alguns tipos de radiação] são consideradas não ionizantes porque a energia não é suficiente para liberar elétrons quando interagem com o tecido do corpo humano ou qualquer outro material. Já a radiação ionizante, utilizada em medicina nuclear e em radioterapia, tem uma energia maior, o que lhe confere essa característica de tirar elétrons dos átomos da matéria com a qual interage’.”

Disponível em https://www5.usp.br/noticias/. Adaptado.

Com base nos textos e nos seus conhecimentos, assinale a alternativa correta.

Termistores são termômetros baseados na variação da resistência elétrica com a temperatura e são utilizados em diversos equipamentos, como termômetros digitais domésticos, automóveis, refrigeradores e fornos. A curva de calibração de um termistor é mostrada na figura:

Considere que o termistor se rompa quando percorrido por uma corrente maior do que 10 mA.

Supondo que o termistor seja conectado a uma bateria de 5 V, assinale a alternativa que contém uma faixa de temperaturas em que o dispositivo sempre funcionará adequadamente:

O Brasil é o país recordista mundial em queda de raios, com uma estimativa de mais de 70 milhões de eventos desse tipo por ano.

Uma descarga elétrica dessas pode envolver campos elétricos da ordem de dez kilovolts por metro e um deslocamento de 30 coulombs de carga em um milésimo de segundo.

Com base nessas estimativas e assumindo o campo elétrico como sendo constante, a potência associada a um raio de 100 m de comprimento corresponde a:

Diversos processos na indústria de óleo e gás podem envolver misturas de gases a diferentes temperaturas. Um sistema isolado é composto por dois compartimentos de mesmo volume: o primeiro é ocupado por 𝑛ଵ = 1 mol e o segundo é ocupado por 𝑛₂ = 2 mols de um gás ideal monoatômico. Inicialmente cada compartimento encontra-se em equilíbrio térmico, com temperatura 𝑇₁ = 4𝑇 e 𝑇₂ = 𝑇, respectivamente, conforme mostra a figura:

A partir de certo instante, a parede que separa os compartimentos é removida e, após algum tempo, o sistema atinge uma nova temperatura de equilíbrio 𝑇_m.

Supondo que não há trabalho realizado após a remoção da parede, nem troca de calor entre o sistema e o ambiente externo, a temperatura de equilíbrio 𝑇_m é dada por:

Os circuitos elétricos são usados para conectar dispositivos elétricos e eletrônicos, conforme especificações padronizadas. Essas podem garantir o funcionamento dos mesmos referentes às tensões e às correntes elétricas, que possam ser suportadas pelos dispositivos envolvidos. As funcionalidades perpassam, para além de circuitos elétricos simples, pois servem, também, para a distribuição de energia elétrica em residências, bem como na indústria em geral. Dentre as várias funções dos circuitos elétricos, pode-se destacar o controle contra picos de corrente e de tensão elétrica, entre outras.

A seguir, representa-se um circuito elétrico simples de corrente contínua, formado por gerador e por receptor, e suas respectivas forças eletromotrizes, resistores e fios condutores, tendo cada componente sua função e sua especificidade para o bom funcionamento do circuito. Analise-o.

Determine a corrente elétrica que percorre esse circuito.