Questões de Física da Centro de Seleção e de Promoção de Eventos UnB (CESPE)

As teorias do estado sólido, em geral, descrevem separadamente os elétrons de valência e os íons dos átomos que formam o sólido. Quanto à descrição dos elétrons de um sólido, julgue os itens a seguir.

O número de estados eletrônicos em uma banda de energia de um sólido depende do número de átomos que esse sólido possui.

• C. Certo
• E. Errado

Uma pessoa caiu do sétimo andar do prédio onde mora, mas passa bem. Segundo o relato de testemunhas, ela se debruçou na janela da sala para limpar a parte externa dos vidros. A queda foi amortecida pelo telhado de alumínio que cobre o estacionamento que fica posicionado na região abaixo da janela.

Relativamente aos conhecimentos de física envolvidos na situação hipotética relatada, julgue os itens que se seguem.

I É correto afirmar que a resistência do ar teve papel preponderante para que a pessoa acidentada não sofresse lesões graves.

II Supondo que a queda tenha sido livre, de uma altura de 20 metros, a pessoa que caiu deve ter chegado até o telhado de alumínio com uma velocidade de aproximadamente 40 km/h.

III O telhado de alumínio, ao ceder ao choque, desempenhou um papel semelhante ao de um air-bag utilizado em automóveis.

 IV Se o choque da vítima fosse diretamente contra o solo ou outra superfície muito rígida, a força de impacto seria bem maior que o seu peso.

 Estão certos apenas os itens

• A. I e II.
• B. I e IV.
• C. II e III.
• D. III e IV.

A técnica laser-ultra-som figura entre as mais promissoras para rotinas de metrologia de micro e macroestruturas. Nessa técnica, um feixe laser (normalmente pulsado) incide em uma amostra sólida gerando ultra-som por meio do regime termo-elástico ou ablativo. Um outro feixe laser (normalmente contínuo), acoplado a um sistema interferométrico, é então direcionado para a superfície da amostra para detecção do ultra-som gerado. Como a geração e a detecção de ultra-som são ambas realizadas por dois feixes ópticos, a técnica é totalmente remota, podendo ser utilizada em amostras submetidas às mais extremas condições de temperatura e pressão. A focalização dos feixes ópticos com lentes adequadas possibilita, também, a aplicação da técnica em amostras com superfícies bastante irregulares e de difícil acesso. Outra grande vantagem oferecida pela técnica laser-ultra-som é a geração simultânea de diferentes tipos de ondas elásticas (ou ondas de ultra-som) em sólidos, incluindo ondas volumétricas (longitudinais e transversais), ondas de superfície (Rayleigh) e ondas guiadas (ondas de Lamb em placas, ondas de flexão em cilindros etc.). Essas características não são possíveis com técnicas convencionais de geração e detecção de ultra-som com transdutores piezoelétricos.

 Considerando essas informações, julgue os seguintes itens, referentes à técnica laser-ultra-som.

Na técnica descrita, a densidade de energia do feixe óptico de geração, que controla as amplitudes dos diversos modos elásticos gerados na amostra, é inversamente proporcional à área do feixe.

• C. Certo
• E. Errado

A detecção fotovoltaica não requer que o dispositivo seja polarizado.

• C. Certo
• E. Errado

As teorias do estado sólido, em geral, descrevem separadamente os elétrons de valência e os íons dos átomos que formam o sólido. Quanto à descrição dos elétrons de um sólido, julgue os itens a seguir.

A largura de uma banda de energia não depende da distância entre os átomos que formam o cristal.

• C. Certo
• E. Errado

Uma fonte radioativa contém milhões de átomos, mas não há como dizer quando determinado núcleo irá se desintegrar. Podese calcular em quanto tempo a metade dos núcleos se desintegrará, uma vez que a desintegração radioativa segue uma lei exponencial. Uma informação útil é conhecer o número de desintegrações que ocorrem na unidade de tempo, o que dá esclarecimentos sobre a atividade de uma amostra radioativa. Com relação a esse tema, assinale a opção incorreta.

• A. A meia vida de um isótopo é um dado que pode ser estimado, mas a previsão do início de sua desintegração é impossível.
• B. Considere-se que um contador Geiger tenha registrado 1.000 contagens em dois minutos quando colocado a uma certa distância de uma fonte radioativa. Se uma segunda fonte, idêntica à primeira, for colocada junto a esta, então, o contador registrará 2.000 contagens em dois minutos .
• C. Entende-se por taxa de desintegração radioativa ou atividade de uma amostra o número de desintegrações dos núcleos radioativos por unidade de tempo e por unidade de área.
• D. O fato de a desintegração radioativa seguir uma lei exponencial indica que a probabilidade de um núcleo decair a qualquer instante cresce linearmente com o tempo.

A técnica laser-ultra-som figura entre as mais promissoras para rotinas de metrologia de micro e macroestruturas. Nessa técnica, um feixe laser (normalmente pulsado) incide em uma amostra sólida gerando ultra-som por meio do regime termo-elástico ou ablativo. Um outro feixe laser (normalmente contínuo), acoplado a um sistema interferométrico, é então direcionado para a superfície da amostra para detecção do ultra-som gerado. Como a geração e a detecção de ultra-som são ambas realizadas por dois feixes ópticos, a técnica é totalmente remota, podendo ser utilizada em amostras submetidas às mais extremas condições de temperatura e pressão. A focalização dos feixes ópticos com lentes adequadas possibilita, também, a aplicação da técnica em amostras com superfícies bastante irregulares e de difícil acesso. Outra grande vantagem oferecida pela técnica laser-ultra-som é a geração simultânea de diferentes tipos de ondas elásticas (ou ondas de ultra-som) em sólidos, incluindo ondas volumétricas (longitudinais e transversais), ondas de superfície (Rayleigh) e ondas guiadas (ondas de Lamb em placas, ondas de flexão em cilindros etc.). Essas características não são possíveis com técnicas convencionais de geração e detecção de ultra-som com transdutores piezoelétricos.

 Considerando essas informações, julgue os seguintes itens, referentes à técnica laser-ultra-som.

É correto afirmar que um sistema laser-ultra-som de alta precisão não exibe, necessariamente, alta acurácia.

• C. Certo
• E. Errado

Em várias situações de medidas ópticas, a característica ondulatória da luz se manifesta com mais evidência. Em relação a esse assunto, julgue os seguintes itens.

A figura abaixo ilustra o tipo de padrão que se pode observar em um anteparo distante de uma fenda linear uniformemente iluminada por um feixe de luz colimado. Essa figura mostra a difração de Fraunhofer da fenda, em que as ondas que chegam ao anteparo podem ser tratadas como ondas planas.

• C. Certo
• E. Errado

As teorias do estado sólido, em geral, descrevem separadamente os elétrons de valência e os íons dos átomos que formam o sólido. Quanto à descrição dos elétrons de um sólido, julgue os itens a seguir.

O modelo de elétrons livres pode ser usado para explicar o fato de os portadores de carga em alguns metais terem carga positiva.

• C. Certo
• E. Errado

Líquidos e gases fazem parte da vida e do cotidiano; o funcionamento dos pulmões e do coração, envolvendo o movimento de ar e de sangue pelas artérias e veias, obedecem às mesmas leis que regem a distribuição de água e de gás pelas tubulações nas cidades. As equações de continuidade e de Bernoulli descrevem adequadamente o comportamento dos fluidos ideais, nos quais a viscosidade é muito baixa. A respeito desse assunto, assinale a opção correta.

• A. Um médico mede a pressão sanguínea de uma pessoa adaptando a braçadeira do manômetro em torno do braço do paciente. Se ele o fizesse em torno da panturrilha do paciente em pé, o resultado obtido em relação a essa pressão seria o mesmo.
• B. Se uma mangueira de diâmetro conhecido fosse usada para encher um balde de volume determinado, então, medindo-se o tempo para encher o balde, seria possível determinar a velocidade com que a água se desloca através da mangueira.
• C. A pressão atmosférica varia no transcorrer do dia. Em dado instante do dia em que essa pressão esteja alta, um navio flutuará mais alto na água do que em um dia de pressão atmosférica baixa.
• D. Sabendo que a densidade do chumbo é maior que a do ferro e que ambos são bem mais densos que a água, então, é correto afirmar que quando se mergulham volumes iguais de chumbo e de ferro na água, o empuxo sobre o chumbo será maior que o empuxo sobre o ferro.