UFRGS - 2020 - Questão 25

Em maio de 2019, comemorou-se o centenário do eclipse solar total observado desde a cidade de Sobral, no Ceará, por diversos cientistas de todo o mundo. 

No momento em que a Lua encobriu o Sol, câmeras acopladas a telescópios registraram, em chapas fotográficas, posições de estrelas que apareciam próximas ao Sol, destacando-se as duas mais próximas, uma de cada lado, conforme figura 1 abaixo. 

Alguns meses após o eclipse, novas fotografias foram tiradas da mesma região do céu. Nelas as duas estrelas estavam mais próximas uma da outra, conforme figura 2 abaixo. 

A comparação entre as duas imagens mostrou que a presença do Sol havia desviado a trajetória da luz proveniente das estrelas, conforme esquematizado na figura 3 abaixo. 

Os desvios observados, durante o eclipse, serviram para comprovar uma previsão 

(A) das Leis de Kepler. 

(B) da Lei da Gravitação Universal. 

(C) da Mecânica Newtoniana. 

(D) da Relatividade de Einstein. 

(E) da Mecânica Quântica

Resolução:

    O espaço e o temo é uma grandeza física única que comporta-se analogamente a um tecido. Na presença de uma massa muito grande este tecido se curva fazndo que corpos com menor massa se movimentem em torno da grande massa. 

    Ocorre que, quando a curvatura é muito grande, nem mesmo a luz é capaz de escapar e sofre um desvio em seu deslocamento. Foi o que ocorreu com a luz da estrela distante ao passar próximo ao Sol durante o eclipse de Sobral em 2019.
    Assim o fenômeno explicado e previsto pela Teoria da Relatividade de Einstein confirmou a publicação de 1915.

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Resposta:

Item (D).

UFRGS - 2020 - QUESTÃO 24

Em 26 de abril de 1986, o reator 4 da usina nuclear de Chernobyl, na atual Ucrânia, explodiu durante um teste de segurança, devido a uma combinação de erros humanos. Esse foi o pior desastre nuclear da história. Entre os resíduos radioativos mais poluentes provenientes do desastre, estão os isótopos, com a respectiva meia-vida entre parênteses: Xenônio-133 ( ¹³³Xe - 5,2 dias), Iodo-131 (¹³¹I - 8 dias), Césio-134 (¹³⁴ Cs - 2 anos), Estrôncio-90 (⁹⁰Sr - 28,8 anos) e Césio-137 (¹³⁷Cs - 32,2 anos). Atualmente, e por vários anos a seguir, o ⁹⁰Sr e o ¹³⁷Cs são as principais fontes de radiação na região afetada pela explosão. 

A figura abaixo mostra, em particular, a cadeia de decaimentos que leva o ¹³⁷Cs ao isótopo estável Bário - 137 (¹³⁷Ba).  

Os processos indicados pelas setas (1), (2) e (3) são, respectivamente, decaimentos
(A) β^-, β^- e γ.
(B) β⁺, β^- e β^-.
(C) β⁺, β^- e γ.
(D) β^-, β^- e β⁺,
(E) β⁺, β⁺ e γ.

Resolução:

O processo de decaimento por irradiações é um processo natural que acontece com todos os elementos da tabela periódica. Cada elemento possui um tempo de decaimento específico que entre outras caraterísticas está ligado ao tipo de partícula que é emitida no processo.

As radiações estudadas em nivel médio são três:

• Radiação alfa; 
• Radiação beta; 
• Radiação gama. 

Cada uma destas radiações é caracterizada por uma partícula ou conjunto de partículas.

• A partícula alfa é composta por dois prótons e dois nêutrons, ela equivale ao núcleo de He, por este motivo ao sofrer um decaimento o elemento tem sua massa e sua carga alterada diminuindo a massa em 4 unidades e a carga em 2 unidades.
• A partícula beta, por sua vez, ocorre pela transmutação de um nêutron em um próton dentro de um núcleo que emite um elétron e um neutrino, esta é a radiação beta menos. O contrário também pode ocorrer o próton transmutar-se em um nêutron e este decaímento cria um pósitron ou um anti-elétron, conhecido como radiação beta mais.
  O decaimento beta menos aumenta o número de prótons no núcleo, ou seja, o elemento tem alterado o número atômico (aumentado) sem alterar a sua massa.
  O decaimento beta mais diminui o número de prótons no núcleo, então o elemento diminui o número atômico também sem aumentar a massa.
• A radiação gama ocorre quando as cargas elétricas do núcleo se redistribuem de forma que emitem um fóton de altíssima energia sem alterar a massa nem a carga do elemento.
  

Problema:

Na transformação (1) o Cs (A=137; Z=55) decai para Ba (A=137, Z=56), estável, assim percebe-se que houve mudança na carga aumentando, sem alterar a massa. Logo a transformação é β^-.

Na transformação (2) o Cs (A=137; Z=55) decai para Ba* (A=137, Z=56),  o asterísco significa que este isótopo é um elemento instável, assim percebe-se que houve mudança na carga aumentando sem alterar a massa. Logo a transformação é β^-.

Na transformação (3) o elemento instavel Ba* (A=137, Z=56) decai para o isótopo Ba (A=137, Z=56), estável, o que significa que há a emissão de um fóton sem carga nem massa. Logo a emissão é a radiação γ.

Resumo:

Radiação (1) - β^-.

Radiação (2) - β^-.

Radiação (3) - γ.

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Desde já obrigado.

Resposta: 

Item (A).

UFRGS - 2020 - Questão 23

No início do século XX, a Física Clássica começou a ter problemas para explicar fenômenos físicos que tinham sido recentemente observados. Assim começou uma revolução científica que estabeleceu as bases do que hoje se chama Física Moderna. Entre os problemas antes inexplicáveis e resolvidos nesse novo período, podem-se citar
(A) a indução eletromagnética, o efeito fotoelétrico e a radioatividade.
(B) a radiação do corpo negro, a 1 ª lei da Termodinâmica e a radioatividade.
(C) a radiação do corpo negro, a indução eletromagnética e a 1 a lei da Termodinâmica.
(D) a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e a radioatividade.
(E) a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e a indução eletromagnética.

Resolução:

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Resposta: 
Item (D)

UFRGS - 2020 - Questão 22

 Na figura abaixo, a onda 1 consiste em um pulso retangular que se propaga horizontalmente para a direita. As ondas 2, 3 e 4 são ondas semelhantes que se propagam para a esquerda ao longo dessa mesma direção. 

As figuras abaixo representam interferências que ocorrem quando a onda 1 passa por cada uma das outras ondas.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. As formas de ondas X, Y e Z resultam, respectivamente, da superposição da onda 1 com as ondas ........ , ........ e ........ . 

(A) 2 - 3 - 4 

(B) 2 - 4 - 3 

(C) 3 - 2 - 4 

(D) 3 - 4 - 2 

(E) 4 - 2 - 3

Resolução:

    O fenômeno de interferência ocorre quando o encontro de duas ondas, ou pulsos, dependendo da forma que o encontro ocorre pode acontecer interferência construtiva (parcial ou total) ou totalmente destrutiva.
    Quando o encontro ocorre com mesma fase, as amplitudes se somam e por isso chamamos de interferência construtiva, o resultado é o aumento da amplitude da onda.

   Quando o encontro ocorre com as fases completamente opostas as amplitudes se subtraem e se aniquilam formando uma interferência completamente destrutiva.

   Por outro ado a interferênci pode ser parcialmente destrutiva, dependendo do encontro das ondas.

   As superposições sugeridas no problema são as seguintes:

   O pulso número 1 ao encontrar o pulso 2, têm características totalmente opostas, porem com intensidades levemente diferentes. O pulso 1, possui amplitude de intensidade de 2 unidades para cima, enquanto o pulso 2 possui no mesmo intervalo intensidade de 1 unidade para baixo, assim, a "subtração" dessas intensidades gerará uma amplitude resultante de 1 intensidade para cima, o que acontece analogamente com o segundo intervalo de tempo. Isso significa que a amplitude do pulso resultante DURANTE O ENCONTRO gera uma figura assemelhada a um degrau como mostra abaixo.

O encontro do pulso 1 com o pulso 3, por outro lado ocorre de forma totalmente destrutiva, pois os pulsos tem mesma intensidade e fase oposta, ou seja, onde há duas unidades para cima no pulso 1, há duas unidades para baixo no pulso 3. Logo o pulso resultante momentaneamente desaparece conforme a figura

Ainda do encontro dos pulsos 1 e 4, vemos que as intensidades tem mesma fase no momento do encontro, isso significa que gera uma intereferência construtiva que soma as intensidades da amplitude de cada pulso, assim, o pulso resultante no momento da interferência tem inteisdade de 4 unidades para cima no segundo intervalo e 2 unidades para baixo no terceiro intervalo.

Resumindo:

Os pulsos de interferência gerado em cada encontro será:

X: interferência totalmente destrutiva - Encontro do pulso 1 com o pulso 3;

Y: interferência parcialmente destrutiva - Encontro do pulso 1 com o pulso 2;

Z: interferência totalmente construtiva - Encontro do pulso 1 com o pulso 4;

X - 3, Y - 2, Z - 4

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Resposta: 

Item (C)