Questões Militares de Física - Física Moderna
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As figuras a seguir ilustram, simplificadamente, o princípio de
funcionamento de um GPS: três satélites, posicionados a
distâncias R1, R2 e R3, emitem ondas eletromagnéticas que
comunicam a receptores situados na superfície da Terra suas
respectivas distâncias ao longo do tempo. Tais satélites perfazem
duas voltas por dia na Terra, enquanto satélites geoestacionários
demoram um dia para dar uma volta no nosso planeta.
A partir das informações e das figuras apresentadas, julgue o seguinte item.
A relatividade especial prevê a dilatação temporal quando há
movimento relativo entre dois corpos, por isso, do ponto de
vista de um observador na Terra, o relógio de um satélite
GPS fica adiantado em relação ao seu tempo próprio, devido
à alta velocidade do satélite.
Considerando o gráfico apresentado, julgue o item a seguir.
A vida-média do elemento em questão é menor que 18 dias.
Na questão de Física, quando necessário, utilize:
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s2
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• condutividade térmica do vidro: K = 0,8 W/(m·K)
• 1 atm = 1,0·105 N/m2
• constante universal dos gases: R = 8,0 J/(mol·K)
• 1 L = 1 dm3
• 1 cal = 4 J
• calor específico da água: c = 1 cal/(g·ºC)
• velocidade da luz no vácuo: c = 3 x 108 m/s
• constante de Planck: h = 6,6 x 10-34 J∙s
• carga elementar (e) = 1,6 x 10-19 C
• 1 Å = 10-10 m
Em um dos métodos usados para gerar raios X, elétrons colidem com alvo metálico perdendo energia cinética e gerando fótons, cujos comprimentos de onda podem variar de 10-8 m a 10-11 m, aproximadamente. A figura a seguir representa um equipamento para a produção de raios X, em que T é um tubo de vidro, G é um gerador que envia uma corrente elétrica a um filamento de tungstênio F e A é um alvo metálico.
O filamento aquecido libera elétrons (efeito termiônico) que são acelerados pela fonte de alta tensão e, em seguida, bombardeiam o alvo A, ocorrendo aí a produção dos raios X.
Se a ddp na fonte de alta tensão for de 25 kV, o comprimento
de onda mínimo, em Å, dos fótons de raios X será de,
aproximadamente,
Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que, respectivamente, completa corretamente os espaços indicados pelo símbolo de interrogação (?) que representam duas etapas do decaimento do césio-137.
Na questão de Física, quando necessário, use:
• massa atômica do hidrogênio: mH = 1,67⋅10–27 kg
• massa atômica do hélio: mHe = 6,65⋅10–27 kg
• velocidade da luz no vácuo: c = 3⋅108 m/s
• constante de Planck: h = 6⋅10–34 J⋅s
• 1 eV = 1,6⋅10–19 J
• constante eletrostática do vácuo: k0 = 9,0⋅109 N⋅m2 / C2
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s2
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• cos 45º = sen 45º = √2/2
No interior do Sol, reações nucleares transformam quantidades enormes de núcleos de átomos de hidrogênio (H), que se combinam e produzem núcleos de átomos de hélio (He), liberando energia.
A cada segundo ocorrem 1038 reações de fusão onde quatro átomos de hidrogênio se fundem para formar um átomo de hélio, conforme esquematizado abaixo:
4H → He + Energia.
A energia liberada pelo Sol, a cada segundo, seria capaz de
manter acesas um certo número de lâmpadas de 100 W.
Nessas condições, a ordem de grandeza desse número de
lâmpadas é igual a