Física moderna, ondas e Universo no estilo ENEM

Física, 3ª série: Física moderna, ondas e Universo no estilo ENEM

1. Na década de 1920, astrônomos como Edwin Hubble observaram que a luz da maioria das galáxias chega à Terra com as linhas do espectro deslocadas para o vermelho, e que esse deslocamento é maior para galáxias mais distantes.

   Essa observação foi interpretada como evidência de que

   1. ao Universo está em expansão, com as galáxias se afastando umas das outras
   2. bas galáxias estão se aproximando da Via Láctea
   3. cas estrelas dessas galáxias são todas vermelhas
   4. da luz perde velocidade ao atravessar grandes distâncias
   5. ea Terra ocupa o centro do Universo, de onde tudo se afasta

2. Em 1965, Arno Penzias e Robert Wilson detectaram uma radiação de micro-ondas que chega de todas as direções do céu, praticamente com a mesma intensidade, correspondente a uma temperatura de cerca de 2,7 K.

   Essa radiação cósmica de fundo é considerada uma forte evidência do modelo do Big Bang porque

   1. aé emitida pelo Sol e refletida pelos planetas do Sistema Solar
   2. bmostra que o Universo sempre foi frio e imutável
   3. cé interpretada como a radiação remanescente de quando o Universo era muito quente e denso
   4. dvem de uma única galáxia, onde o Big Bang aconteceu
   5. eé produzida pelas antenas de rádio e televisão da Terra

3. Estrelas passam por diferentes fases ao longo de sua existência, que dependem principalmente de sua massa inicial. O Sol, uma estrela de massa média, fundirá hidrogênio em seu núcleo por bilhões de anos.

   Quanto ao destino final das estrelas, os modelos atuais indicam que

   1. atodas as estrelas, inclusive o Sol, terminam suas vidas como buracos negros muito densos
   2. bo Sol será gigante vermelha e depois anã branca; estrelas massivas podem virar supernovas
   3. co Sol vai explodir como supernova nos próximos mil anos
   4. destrelas não mudam ao longo do tempo, pois sua energia é infinita
   5. eas estrelas massivas vivem mais tempo que as estrelas pequenas

4. O ano-luz é a distância percorrida pela luz no vácuo em um ano, aproximadamente 9,5 · 10¹⁵ m. A estrela mais próxima do Sol, Proxima Centauri, está a cerca de 4,2 anos-luz.

   Ao observarmos essa estrela hoje, vemos a luz que ela emitiu há cerca de

   1. a4,2 anos
   2. b4,2 segundos
   3. c9,5 · 10¹⁵ anos
   4. d4,2 milhões de anos
   5. e8 minutos

5. A luz de uma estrela, ao passar por um espectroscópio, mostra linhas escuras em posições bem definidas. Cada elemento químico absorve luz em comprimentos de onda característicos.

   Essas linhas permitem aos astrônomos

   1. aidentificar os elementos químicos presentes na atmosfera da estrela
   2. bmedir a massa exata da estrela
   3. cdeterminar a idade dos planetas que orbitam a estrela
   4. dprovar que a estrela não emite radiação infravermelha
   5. ecalcular o número de planetas que orbitam a estrela

6. Os satélites do sistema GPS carregam relógios atômicos extremamente precisos. Sem correções baseadas nas teorias da relatividade restrita e geral, os erros de posição se acumulariam em vários quilômetros por dia.

   Essa informação mostra que

   1. aa relatividade só se aplica a objetos que viajam à velocidade da luz
   2. bo tempo passa da mesma forma em qualquer situação, e os erros são apenas de fabricação
   3. crelógios atômicos não funcionam no espaço
   4. da relatividade foi substituída pela mecânica de Newton no projeto dos satélites
   5. eefeitos relativísticos sobre o tempo são reais e afetam tecnologias atuais

7. No núcleo do Sol, a fusão de hidrogênio em hélio converte cerca de 4 · 10⁹ kg de massa em energia a cada segundo. Considere c = 3 · 10⁸ m/s e E = m · c².

   A potência total liberada pelo Sol é da ordem de

   1. a10²⁶ W
   2. b10¹⁷ W
   3. c10⁹ W
   4. d10³⁵ W
   5. e10¹⁸ W

8. Painéis fotovoltaicos convertem luz visível em energia elétrica, mas não funcionam com as ondas de rádio que nos cercam, mesmo quando essas ondas são intensas.

   A explicação está no fato de que

   1. aas ondas de rádio não são ondas eletromagnéticas
   2. bcada fóton de rádio tem energia pequena demais para liberar elétrons
   3. cas ondas de rádio viajam mais devagar que a luz visível
   4. do painel reflete toda a radiação de baixa frequência como um espelho
   5. ea luz visível tem comprimento de onda maior que as ondas de rádio

9. Para simular o decaimento radioativo, um grupo de estudantes jogou 1 000 moedas sobre uma mesa e retirou todas as que caíram com a face "cara" para cima. Repetiram o procedimento com as moedas restantes várias vezes.

   Depois de três rodadas, o número de moedas restantes deve ser próximo de

   1. a250, e cada rodada corresponde a uma meia-vida
   2. b125, e cada rodada corresponde a uma meia-vida
   3. c0, pois três rodadas eliminam todas as moedas
   4. d333, e cada rodada elimina um terço das moedas
   5. e500, pois as rodadas seguintes não mudam o resultado

10. Dois grupos de estudantes mediram a aceleração da gravidade local com métodos diferentes. O grupo A obteve g = (9,79 ± 0,02) m/s² e o grupo B obteve g = (9,83 ± 0,05) m/s².

    Considerando as incertezas, é correto concluir que

    1. aos resultados são compatíveis, pois os intervalos de 9,77 a 9,81 e de 9,78 a 9,88 se sobrepõem
    2. bos resultados são incompatíveis, pois os valores centrais são diferentes
    3. co resultado do grupo B é mais preciso, pois tem maior incerteza
    4. do resultado do grupo A está errado, pois é menor que 9,8 m/s²
    5. eas incertezas não importam, desde que os valores centrais estejam perto de 9,8

11. LEDs de cores diferentes emitem luz de frequências diferentes. Um LED azul emite luz de frequência maior que a de um LED vermelho.

    Comparando os fótons emitidos pelos dois LEDs, conclui-se que os fótons da luz azul têm

    1. amenor energia e maior comprimento de onda
    2. bmaior energia e maior comprimento de onda
    3. cmaior energia e menor comprimento de onda
    4. da mesma energia e o mesmo comprimento de onda
    5. emenor energia e maior velocidade no ar

12. Em uma radiografia, os raios X atravessam o corpo do paciente e atingem um detector. Os ossos aparecem claros na imagem, e os tecidos moles, escuros.

    Isso ocorre porque

    1. aos ossos absorvem mais raios X, e menos radiação chega ao detector
    2. bos ossos emitem raios X próprios, que clareiam a imagem
    3. cos tecidos moles refletem os raios X de volta para a fonte
    4. dos raios X são desviados pelos ossos como a luz em uma lente
    5. eos tecidos moles absorvem muito mais raios X do que os ossos, que são transparentes a eles

13. A busca por vida fora da Terra se concentra em planetas situados na chamada zona habitável de suas estrelas.

    Essa zona é definida como a região ao redor de uma estrela em que

    1. aa gravidade da estrela é nula, e os planetas ficam parados
    2. bnão chega nenhuma radiação da estrela
    3. ca temperatura de um planeta pode permitir a existência de água líquida na superfície
    4. dos planetas são obrigatoriamente gasosos, como Júpiter
    5. ea estrela emite apenas luz visível

14. Radares meteorológicos emitem ondas eletromagnéticas que são refletidas por gotas de chuva. Comparando a frequência das ondas refletidas com a emitida, é possível saber se a chuva se aproxima ou se afasta do radar.

    O fenômeno físico usado para isso é

    1. ao efeito Doppler
    2. ba reflexão total
    3. ca polarização
    4. da dispersão
    5. eo efeito fotoelétrico

15. Reatores de fusão nuclear experimentais, como o projeto internacional ITER, tentam reproduzir na Terra o processo que gera energia nas estrelas.

    Em comparação com a fissão usada nas usinas nucleares atuais, a fusão

    1. adivide núcleos pesados, como os de urânio, em dois núcleos menores e mais estáveis
    2. bocorre facilmente em temperatura ambiente
    3. cjá é a principal fonte de eletricidade do mundo
    4. dnão libera energia, apenas transforma a massa dos núcleos
    5. eune núcleos leves e gera menos rejeitos radioativos de longa duração

ProvaPiloto · provapiloto.com.br