Considere um experimento idealizado do tipo Stern-Gerlach, no qual um feixe de átomos de hidrogênio no estado fundamental se move horizontalmente e de forma perpendicular a um campo magnético vertical não-uniforme, cujo gradiente constante é dado por 160 T/m. Admita que o momento magnético efetivo do elétron no átomo seja igual a um magneton de Bohr, 9,27 x 10⁻²⁴ J/T, e que os átomos atravessam uma região de comprimento horizontal de 200 cm com velocidade constante e igual a v = 1,2 x 10⁵ m/s.

Desprezando a ação da gravidade, determine a separação total entre as duas manchas na tela ao final do percurso horizontal.

Um circuito elétrico RC simples consiste em uma chave S, uma bateria ideal de 12,0 V, um resistor de 20,0 MΩ e um capacitor cheio de ar C. O capacitor tem placas paralelas circulares de raio 5,00 cm, separadas por 4,00 mm. No tempo t = 0, o interruptor S é fechado para permitir a carga do capacitor. O campo elétrico entre as placas é uniforme. Em t = 348 μs, qual é a magnitude do campo magnético dentro do capacitor, a uma distância radial de 2,00 cm?

Dado: 1/e = 0,37.

A figura a seguir ilustra um grande reservatório de água de profundidade H = 20,0 m. Um tubo horizontal 4,0 cm de diâmetro passa através a barragem na profundidade de 8,0 m.

Qual o volume de água que sai do tubo em 3,0 h?

Um asteroide esférico uniforme de raio 500 m está girando com velocidade angular de 2,0 x 10⁻⁴ rad/s. À medida que o tempo passa, o asteroide adquire mais matéria de forma simétrica, até que seu raio atinge 1000 m. Supondo que sua densidade permaneça a mesma e que a matéria adicional estava originalmente em repouso em relação ao asteroide, encontre a nova velocidade angular do asteroide após o seu crescimento.

O múon negativo é uma partícula elementar com carga igual à do elétron e uma massa 207 vezes maior. Um próton pode capturar um múon negativo para formar um átomo “mésico” hidrogenóide.

Assumindo um núcleo não-estacionário, o potencial de ionização desse átomo mésico é de

Supondo que a molécula de H₂ se comporte como um oscilador harmônico com força constante de 573 N/m. Assinale a alternativa que informa o número quântico vibracional para o qual a molécula se dissociaria em 3,0 eV.

Um dos radioisótopos mais importantes da física nuclear aplicada à medicina é o ²²11Na, que decai emitindo pósitrons β⁺. Esse tipo de decaimento está na base do funcionamento de equipamentos de Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET), utilizados para a visualização de processos metabólicos no corpo humano. No decaimento de pósitrons, um próton do núcleo transforma-se em um nêutron, com a emissão de um pósitron e um neutrino: ²²11Na → ²²10Ne + β⁺ + ν.

Determine a energia Q liberada nesse decaimento quando o núcleo filho é formado em seu estado fundamental. 

Dados: as energias de ligação nucleares são −5,182 MeV e −8,025 MeV para o ²²Na e o ²²Ne, respectivamente, e a energia de repouso do elétron MeV.