Em uma colisão entre veículos, determinar qual o impulso e força máxima de interação entre os veículos é de extrema importância para entender as deformações observadas nos veículos. Para se calcular as forças envolvidas, torna-se necessário ter conhecimento das leis da mecânica. Sobre o assunto exposto, assinale a alternativa correta.

A função de onda de um elétron no primeiro nível de energia de um poço quântico infinito está dada por ψ(x) = A cos(0,5!$ \pi !$ × 10⁹ x), sendo A uma constante de normalização, e x sendo medido em metros.

Qual é o valor aproximado da energia desse estado, em eV?

Dado
ℏc = 0,2 eV!$ \cdot !$μm (ℏ é a constante de Planck reduzida, e c é a velocidade da luz no vácuo);

massa do elétron m_e= 0,5 × 10⁶ eV/c²

Em um gás de elétrons livres, a energia, em função do número de onda k, é dada por E(k) = ℏ²k²/(2m), onde ℏ e m são constantes físicas. Suponha que os números de onda têm espectro contínuo distribuídos uniformemente. A densidade de estados para um gás em duas dimensões é proporcional a E^a dE, enquanto para um gás em três dimensões é proporcional a E^b dE.

Os valores de a e b são, respectivamente,

O silício é um elemento semicondutor fundamental para a fabricação de componentes eletrônicos.

Qual é o módulo do momento angular orbital !$ \vec{L} !$ de um elétron na subcamada mais energética do átomo de silício ₁₄Si, em unidades de ℏ?

Ao se iluminar uma amostra de Ca usando-se um laser monocromático, consegue-se arrancar elétrons do material, que saem com energia cinética de 1,0 eV.

Sabendo-se que a função trabalho do Ca é 2,9 eV, o comprimento de onda da luz incidente, em nanômetros, é

Dado
hc = 1,24 x 10³ nm!$ \cdot !$eV

Um conjunto de 4,5x10²³ nuclídeos radioativos, cuja meia-vida é 30 dias, é colocado em uma caixa fechada.

Qual é a taxa de decaimento inicial, aproximadamente, em dia^-1 ?

Dado
ln 2 = 0,69

Imagine o processo de fissão nuclear do ²³⁵U após receber um nêutron térmico n, dado pela equação abaixo:

!$ ^{235}_{92} !$U+ n → !$ ^{236}_{92} !$U→ !$ ^{140}_\text{x} !$Xe + !$ ^\text{y}_{38} !$Sr + 2n

Os valores x e y são, respectivamente,

A energia de coesão de um sólido é a energia necessária para se desfazer o sólido em átomos individuais, com energia cinética nula, à temperatura de 0 K, ou seja, é a diferença entre a energia da estrutura cristalina e a de um sistema com os átomos livres.

Na Tabela abaixo, mostram-se alguns elementos da coluna IV da tabela periódica e suas energias de coesão. Todos esses elementos têm a mesma configuração eletrônica e podem formar sólidos com a mesma estrutura cristalina.

Considere amostras desses cristais com 3,00 x 10²³ átomos. A energia necessária para desfazer a amostra de

Dado
1 eV = 1,60 x 10^-19J

Com relação aos mecanismos de transferência de calor, considere as afirmativas abaixo:

I - Nos metais, alguns átomos se movimentam livremente pela rede cristalina, transmitindo energia térmica rapidamente da região mais quente para a mais fria.

II - A resistência térmica de uma placa não depende da sua espessura, estando relacionada somente ao material constituinte do objeto.

III - O processo de convecção é a transferência de calor que ocorre devido ao movimento de partículas, em uma massa fluida, de uma região mais quente para outra mais fria.

IV - No mecanismo de radiação, o calor é transferido através de ondas eletromagnéticas que necessitam de um meio físico, como o ar ou a água, para se propagarem.

É correto o que se afirma APENAS em

Em um experimento de efeito fotoelétrico, uma luz monocromática, com comprimento de onda de 250nm, incide sobre uma placa metálica cuja função trabalho é 2,5 eV. Os fotoelétrons emitidos são coletados, produzindo uma corrente em um circuito simples.

Qual é o valor, em módulo e em Volts, da diferença de potencial que deve ser aplicada ao circuito para levar a zero a corrente gerada pelos fotoelétrons?

Dado
hc = 1,2 eV !$ \cdot !$ µm (sendo h a constante de Planck e c a velocidade da luz no vácuo)