quinta-feira, 16 de junho de 2011

Olimpíada Brasileira de Física

Gostaria de parabenizar aos meus queridos alunos aprovados para a segunda fase da Olimpíada Brasileira de Física!


Parabéns, meninos! Continuem estudando! É só o começo das conquistas e vitórias!!! Estou muito orgulhosa!


=D



GABRIEL KOMAZIRO NAKAMURA 9º Ano
MARCELA PASSOS DE MORAES 9º Ano
SARA BANDEIRA CARDOSO BARROS 9º Ano

ANTONIO DA SILVA VASCO 1º Ano
CAUÊ MATEUS OLIVEIRA 1º Ano
RAYANE DA SILVA CARDOSO 1º Ano

ALINE DE SOUZA CARDOSO 2º Ano
LETÍCIA CÂMARA VAN DER PLOEG  2º Ano
YANDRIA REBBECA ARAUJO DOS REIS  2º Ano

MATHEUS RODRIGUES DE SOUZA PONTES 3º Ano

Lembro a vocês que a próxima fase será sábado, 13 de agosto das 13h às 17h.


Bons estudos até lá!
Parabéns !!!


ps: não precisa se descabelar de tanto estudar! Só estudem  e continuem bonitinhos! =)

quarta-feira, 15 de junho de 2011

Levitação Eletrostática

Experimento que mostra o fenômeno da levitação eletrostática: a base é aterrada e a placa superior é mantida com uma alta voltagem. 
A pequena lâmina de metal é atraído pela placa mas, quando se aproxima de sua superfície, perde um pouco de carga devido ao ar ionizado e tende a cair. Dependendo da distância da lâmina à placa, um equilíbrio de forças pode surgir por alguns instantes.



Expansão de Supernova

Filme do remanescente de supernova Cassiopeia A feito com a combinação de imagens em raios X do satélite Chandra, da NASA, realizadas em janeiro de 2000, fevereiro de 2002, fevereiro de 2004 e dezembro de 2007. Os fragmentos estão expandindo-se mais lentamente do que o esperado, provavelmente porque a energia da explosão está sendo usada para acelerar partículas magneticamente, transformando-as em raios cósmicos.
Para saber o que é uma supernova, visite o site do Departamento de Astronomia do Instituto de Física da UFRGS.






O que é uma Supernova?


Supernovas são objetos celestes pontuais com luz extremamente intensa e com duração de apenas alguns meses. Da antiguidade, há poucos registros desses objetos, que desafiavam a compreensão de seus observadores. Na Europa dominada pelo aristotelismo, nenhum astrônomo lhes deu maior atenção. Pois segundo Aristóteles, o céu era imutável, do que se deduzia que tanto cometas como supernovas eram fenômenos atmosféricos. As supernovas são explosões de estrelas de grande massa que exauriram suas fontes convencionais de energia.


Fonte: http://www.observatorio.ufmg.br/Pas105.htm

sábado, 4 de junho de 2011

Buracos Negros



Em 1704, em sua obra Optiks, Newton sugeriu que a luz era formada de partículas, cujo movimento poderia ser explicado pela mecânica desenvolvida por ele. Ainda no século XVII, entretanto, o holandês Christian Huygens defendeu a ideia de que a luz seria uma onda, como o som.
Seria justo pensar que, no caso da luz ser formada de partículas, elas seriam atraídas pela gravidade. Assim, a luz deveria ter uma velocidade mínima para “fugir” de um determinado campo gravitacional, como todos os outros corpos – tal velocidade é conhecida como velocidade de escape. A da Terra, por exemplo, é de 11 km/s.
No século XVII, Roemer chegou a um valor finito para a velocidade da luz: 225.000 km/s (o valor aceito atualmente é de 300.000 km/s). Uma das consequências de a luz ter uma velocidade finita seria que, se existisse no Universo um objeto cuja densidade provocasse uma velocidade de escape maior que a da luz, seria impossível que ela saísse da sua atração gravitacional. Se esse objeto fosse uma estrela, a luz gerada por ela voltaria para si própria, e se a olhássemos da Terra, veríamos apenas uma região negra no espaço.
A primeira descrição explícita de tal proposta pode ser creditada a John Michell (1783). O marquês de Laplace, de maneira independente, descreveu tal fenômeno nas duas primeiras edições de seu livro O Sistema do Mundo. Nas edições seguintes, no entanto, deixou essa proposta de fora – muito provavelmente devido à bem sucedida experiência do inglês Thomas Young, que demonstrou o caráter ondulatório da luz.
Em 1915, Albert Einstein publicou sua Teoria da Relatividade Geral, TRG, que, entre outras coisas, prevê que a luz deveria sofrer desvios ao se aproximar de campos gravitacionais intensos, como o provocado pelo Sol. A suposta comprovação dessa hipótese ocorreu em 1919, quando foram feitas fotografias durante um eclipse solar na cidade cearense de Sobral.
Apenas um ano depois da publicação da TRG, Karl Schwarzschild utilizou essa teoria para obter soluções matemáticas que apontavam para o que hoje pode ser chamado de buraco negro. Inicialmente, este resultado não convencia o próprio Einstein; pare ele, a solução obtida não tinha uma realidade física.
Em 1939, o norte-americano Robert Oppenheimer usou a TRG para descrever o que aconteceria com a luz em um campo gravitacional intenso o suficiente para provocar seu desvio: ao passar por uma estrela bem mais densa que o Sol, a luz seria encurvada em direção à ela. Quando a densidade da estrela fosse grande suficiente, a trajetória da luz seria tão perturbada em direção à estrela que ela não conseguiria mais escapar deste campo gravitacional, ficando “aprisionada” dentro dele ao atravessar uma espécie de fronteira. Esse limite de aproximação de um corpo celeste é conhecido como horizonte de eventos, termo cunhado em 1950 pelo austríaco Wolfgang Rindler.
Como, de acordo com a Teoria da Relatividade Restrita, TRR, de Einstein, publicada em 1905, nada pode viajar mais rápido que a luz, então nenhum corpo poderia fugir deste tipo de campo gravitacional; tudo que passasse pela vizinhança da estrela seria tragado por seu incrível poder de curvar o espaço-tempo.
Como nada poderia sair de dentro do campo gravitacional, quando a região em questão fosse observada da Terra, nós veríamos apenas um espaço escuro – o termo buraco negro, entretanto, só seria cunhado em 1969, pelo norte-americano John Wheeler.
Muito se aprendeu sobre esses objetos celestes desde o artigo de Michell, inclusive que eles são mais comuns do que poderiam imaginar os pioneiros em sua proposta de existência. Recentemente, um satélite mapeou uma pequena região do céu e identificou mais de 1.500 candidatos a buracos negros.
Nem todos os buracos negros são iguais. Eles podem ser divididos em dois grupos, dependendo de sua origem e massa: os buracos negros estelares - com massas de até sete vezes a massa do nosso Sol - e os supermaciços, que se acredita estarem no centro de galáxias e possuírem massa da ordem de milhões de vezes a massa do Sol.
Para entender a origem dos buracos negros estelares, temos que retornar à década de 1930. No fim desta década, o alemão Hans Bethe propôs um possível mecanismo para a grande quantidade de energia liberada pelo Sol e outras estrelas - tal mecanismo hoje é conhecido como fusão nuclear. A grosso modo, consiste na fusão de átomos menores (como os de hidrogênio) em átomos maiores (como os de hélio), liberando, como resultado, a energia que recebemos do Sol e das outras estrelas.
As estrelas se mantêm estáveis durante um bom tempo, apesar de sua massa tender a se colapsar devido à atração gravitacional. Este colapso só não ocorre porque a energia liberada pelas reações de fusão equilibra a força gravitacional. Porém, quando o nível de hidrogênio diminui além de um limite, começa a haver um desequilíbrio entre as duas forças.
Quando uma estrela não faz parte de um sistema binário ou múltiplo, seu destino só depende de sua massa inicial. Se ela estiver entre 0,8 e 10 vezes a massa do nosso Sol (massa solar), quando o combustível diminui até um ponto crítico, a estrela se expande na forma de uma super gigante, ejetando grande parte de sua massa em uma nebulosa planetária. O que resta é conhecido como anã branca, um corpo com massa da ordem de 0,6 massas solares e raio em torno de 10.000 km.
Quando a massa inicial da estrela é de 10 a 25 massas solares, após o seu hidrogênio diminuir até o ponto crítico, a estrela explode em uma supernova. O que fica em seu lugar é chamado de estrela de nêutrons, que tem massa de aproximadamente 1,4 vezes a massa do Sol e raio na ordem de 20 km.
Finalmente, quando a massa da estrela inicial for maior que 25 vezes a massa do Sol, após explodir em uma supernova, ela se torna um buraco negro estelar – que tem sua origem em uma estrela muito maciça. Este tipo de buraco negro tem massa de até 7 vezes a massa do Sol e seu horizonte de eventos é da ordem de 1 km.
A descrição física dos buracos negros e dos efeitos causados por eles no espaço-tempo pode ser vista com detalhes no artigo Buracos nem tão negros assim, escrito por Felipe Damasio e Sabrina Moro Villela Pacheco, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina. O texto, publicado na Física na Escola, v. 10, n. 1, 2009, apresenta uma abordagem histórica dos conceitos relacionados aos buracos negros, desde as primeiras ideias sobre o tema até as recentes descobertas do cientista inglês Stephen Hawking e as atuais pesquisas no LHC. Entre as curiosidades encontradas no artigo, uma fábula que ensina como resgatar uma pessoa de um buraco negro!

Gravidade



A vida no espaço!

quinta-feira, 31 de março de 2011

GABARITO

Gabarito da Lista do 2º Ano

1. D      2. B    3. A     4. D    5. C       6. A     7. E     8. D    9. A     10. Radiação
11. D   12.      13.E     14. A   15. B   16.C     17. a. Vácuo; b. Aumenta   
18. D   19. A    20. E    21. C   22. B   23. A  24. C   25.C   26. D 

Gabarito da Lista do 3º Ano

1. A    2. E   3. C    4. C   5. D    6.C   7. E    8. C   9.E   10.C   
11. 8,1 x 10(-5) N       12. F'=F/3     13.F'=8F    14. F'=F
15. A    16. A   17. C   18.C   19. A    20. D
21. 2E/9    22. E=0   23. E   24.A   25. D    26. C
27. E   28. B   29. B    30.A


BONS ESTUDOS!


quarta-feira, 16 de março de 2011

Lista para o 3º Ano

Alunos do 3º Ano do Colégio ALUB, 


segue abaixo a lista de exercícios que valerá como nota formativa de vocês 1,0 (um) ponto. A data de entrega é 30/03.  Qualquer dúvida, procurem os monitores!  


Bons estudos! 


01. A unidade de carga elétrica no SI é o coulomb (C). Ele é definido a partir de duas outras unidades básicas do SI: a de corrente elétrica, ou seja, o ampère (A) e a de tempo, o segundo (s). Podemos afirmar que:


      a) C = A . s
      b) C = A/s
      c) C = s/A
      d) C = A . s2
      e) C = A/s2 


02. (UFMG) Um isolante elétrico: 
      a) não pode ser carregado eletricamente;
      b) não contém elétrons;
      c) tem de estar no estado sólido;
      d) tem, necessariamente, resistência elétrica pequena;
      e) não pode ser metálico.  


03. (FCC - BA) Considere uma esfera metálica oca, inicialmente com carga elétrica nula. Carregando a esfera com um certo número N de elétrons verifica-se que: 
      a) N elétrons excedentes se distribuem tanto na superfície interna como na externa;
      b) N elétrons excedentes se distribuem em sus superfície interna;
      c) N elétrons excedentes se distribuem em sua superfície externa;
      d) a superfície interna fica carregada com cargas positivas;
      e) a superfície externa fica carregada com cargas positivas.  


04. (FCC - BA) Considere duas esferas metálicas idênticas. A carga elétrica de uma é Q e a da outra é -2Q. Colocando-se as duas esferas em contato, a carga elétrica da esfera que estava, no início, carregada positivamente fica igual a: 
      a) 3 Q/2
      b) Q/2
      c) -Q/2
      d) -3Q/2
      e) -Q/4  


05. (UE - PI) Três corpos X, Y e Z estão eletrizados. Se X atrai Y e este repele Z, podemos afirmar que certamente: 
      a) X e Y têm cargas positivas.
      b) Y e Z têm cargas negativas.
      c) X e Z têm cargas de mesmo sinal.
      d) X e Z têm cargas de sinais diferentes.
      e) Y e Z têm cargas positivas.  


06. (FUVEST) Duas pequenas esferas metálicas idênticas, inicialmente neutras, encontram-se suspensas por fios inextensíveis e isolantes.  
Um jato de ar perpendicular ao plano da figura é lançado durante certo intervalo de tempo sobre as esferas.
Observa-se então que ambas as esferas estão fortemente eletrizadas. Quando o sistema alcança novamente o equilíbrio estático, podemos afirmar que as tensões nos fios: 
      a) aumentaram e as esferas se atraem;
      b) diminuíram e as esferas se repelem;
      c) aumentaram e as esferas se repelem;
      d) diminuíram e as esferas se atraem;
      e) não sofreram alterações.  


07. (UNESP) Em 1990 transcorreu o cinqüentenário da descoberta dos "chuveiros penetrantes" nosraios cósmicos, uma contribuição da física brasileira que alcançou repercussão internacional. 
(O Estado de São Paulo, 21/10/90, p. 30)
No estudo dos raios cósmicos são observadas partículas chamadas píons. Considere um píon com carga elétrica +e se desintegrando (isto é, se dividindo) em duas outras partículas: um múon com carga elétrica +e e um neutrino. De acordo com o princípio de conservação da carga, o neutrino deverá ter carga elétrica:
      a) +e
      b) -e
      c) +2e
      d) -2e
      e) nula  


08. (UNESP) De acordo com o modelo atômico atual, os prótons e nêutrons não são mais considerados partículas elementares. Eles seriam formados de três partículas ainda menores, os quarks. Admite-se a existência de 12 quarks na natureza, mas só dois tipos formam os prótons e nêutrons, o quark up (u), de carga elétrica positiva, igual a 2/3 do valor da carga do elétron, e o quark down (d), de carga elétrica negativa, igual a 1/3 do valor da carga do elétron. A partir dessas informações, assinale a alternativa que apresenta corretamente a composição do próton e do nêutron: 
       próton                nêutron
      a) d, d, d                u, u, u
      b) d, d, u                u, u, d
      c) d, u, u                u, d, d
      d) u, u, u                d, d, d
      e) d, d, d                d, d, d  


09. (PUC) Os corpos eletrizados por atrito, contato e indução ficam carregados respectivamente com cargas de sinais: 
      a) iguais, iguais e iguais;
      b) iguais, iguais e contrários;
      c) contrários, contrários e iguais;
      d) contrários, iguais e iguais;
      e) contrários, iguais e contrários.  


10. (FUND. CARLOS CHAGAS) Um bastão de vidro é atritado em certo tipo de tecido. O bastão, a seguir, é encostado num eletroscópio previamente descarregado, de forma que as folhas do mesmo sofrem uma pequena deflexão. Atrita-se a seguir o bastão novamente com o mesmo tecido, aproximando-o do mesmo eletroscópio, evitando o contato entre ambos. As folhas do eletroscópio deverão: 
 a) manter-se com a mesma deflexão, independente da polaridade da carga do bastão;
 b) abrir-se mais, somente se a carga do bastão for negativa;
 c) abrir-se mais, independentemente da polaridade da carga do bastão;
 d) abrir-se mais, somente se a carga do bastão for positiva;
 e) fechar-se mais ou abrir-se mais, dependendo da polaridade da carga do bastão.

11. Duas cargas puntiformes encontram-se  no vácuo a uma distância de 10cm uma da outra. As cargas valem Q1= 3,0 . 10-8C e Q2 = 3,0 . 10-9C. Determine a intensidade da força de interação entre elas.







12.  Assimilando as duas esferas a um ponto material para efeito do cálculo da força eletrostática de interação entre elas e separando A e B de uma distância d, a força eletrostática entre elas é F. 
Fazendo o contato entre A e B e afastando-as de uma distância d, quanto vale a força eletrostática de interação entre ambas?  





13. As cargas Q e q estão separadas pela distância (2d) e se repelem com força (F). Calcule a intensidade da nova força de repulsão (F') se a distância for reduzida à metade e dobrada a carga Q.  


14. Entre duas partículas eletrizadas, no vácuo, e a uma distância d, a força de interação eletrostática tem intensidade F. Se dobrarmos as cargas das duas partículas e aumentarmos a separação entre elas para 2d, ainda no vácuo, qual a intensidade F' da nova força de interação eletrostática?  


 15. (CESGRANRIO) A lei de Coulomb afirma que a força de intensidade elétrica de partículas carregadas é proporcional:

      I.   às cargas das partículas;
      II.  às massas das partículas;
      III. ao quadrado da distância entre as partículas;
      IV. à distância entre as partículas.



      Das afirmações acima: 



      a) somente I é correta;
      b) somente I e III são corretas;
      c) somente II e III são corretas;
      d) somente II é correta;
      e) somente I e IV são corretas.  



16. (UNIP) Considere os esquemas que se seguem onde A e B representam prótons e C e D representam elétrons. O meio onde estão A, B, C e D é vácuo em todos os esquemas e a distância entre as partículas em questão é sempre a mesma d. 
A respeito dos três esquemas, analise as proposições que se seguem:





I. Em todos os esquemas a força eletrostática sobre cada partícula (próton ou elétron) tem a mesma intensidade.
II.  Em cada  um dos esquemas a força sobre uma partícula tem sentido sempre oposto ao da força sobre a outra partícula.
III. Em cada um dos esquemas as forças trocadas pelas partículas obedecem ao princípio da ação e reação.
IV. Em todos os esquemas as forças entre as partículas são sempre de atração. 



      Responda mediante o código: 



      a) apenas as frases I, II e III estão corretas;
      b) apenas as frases I e III estão corretas;
      c) apenas as frases II e IV estão corretas;
      d) todas são corretas;
      e) todas são erradas.  



17. (UF JUIZ DE FORA) Duas esferas igualmente carregadas, no vácuo, repelem-se mutuamente quando separadas a uma certa distância. Triplicando a distância entre as esferas, a força de repulsão entre elas torna-se:  

      a) 3 vezes menor
      b) 6 vezes menor
      c) 9 vezes menor
      d) 12 vezes menor
      e) 9 vezes maior  
18. (MACKENZIE) Duas cargas elétricas puntiformes idênticas Q1 e Q2, cada uma com 1,0 . 10-7C, encontram-se fixas sobre um plano horizontal, conforme a figura abaixo.  
Uma terceira  carga q, de massa 10g, encontra-se em equilíbrio no ponto P, formando assim um triângulo isósceles vertical. Sabendo que as únicas forças que agem em q são de interação eletrostática com Q1 e Q2 e seu próprio peso, o valor desta terceira carga é:
      a) 1,0 . 10-7C
      b) 2,0 . 10-7C
      c) 1,0 . 10-6C
      d) 2,0 . 10-6C
      e) 1,0 . 10-5C  



19. (MED. - USP) Três objetos puntiformes com cargas elétricas iguais estão localizados como mostra a figura abaixo.  
A intensidade da força elétrica exercida por R sobre Q é de 8 . 10-5N. Qual a intensidade da força elétrica exercida por P sobre Q?
      a) 2,0 . 10-5N
      b) 4,0 . 10-5N
      c) 8,0 . 10-5N
      d) 16 . 10-5N
      e) 64 . 10-5N  



20. (FUVEST) Três objetos com cargas elétricas estão alinhados como mostra a figura. O objeto C exerce sobre B uma força igual a 3,0 . 10-6N. 
A força resultante  dos efeitos de A e C sobre B tem intensidade de:
      a) 2,0 . 10-6N
      b) 6,0 . 10-6N
      c) 12 . 10-6N
      d) 24 . 10-6N
      e) 30 . 10-6N

21.   O campo elétrico gerado em P, por uma carga puntiforme positiva de valor +Q a uma distância d, tem valor absoluto E. Determinar o valor absoluto do campo gerado em P por uma outra carga pontual positiva de valor +2Q a uma distância 3d, em função de E. 



 22.   Determine a intensidade do campo elétrico resultante no ponto P, sabendo que ele foi gerado exclusivamente pelas duas cargas elétricas da figura.  



Temos ainda: Q1 = +9,0nC; Q2 = +4,0nC; K0 = 9,0 . 109 unid. SI; o meio é vácuo.  


23. (MACKENZIE) Sobre uma carga elétrica de 2,0 . 10-6C, colocada em certo ponto do espaço, age uma força de intensidade 0,80N. Despreze as ações gravitacionais. A intensidade do campo elétrico nesse ponto é:



      a) 1,6 . 10-6N/C
      b) 1,3 . 10-5N/C
      c) 2,0 . 103N/C
      d) 1,6 . 105N/C
      e) 4,0 . 105N/C  



24. (FCC) Uma carga pontual Q, positiva, gera no espaço um campo elétrico. Num ponto P, a 0,5m dela, o campo tem intensidade E=7,2.106N/C. Sendo o meio vácuo onde K0=9.109 unidades S. I., determine Q.  



      a) 2,0 . 10-4C
      b) 4,0 . 10-4C
      c) 2,0 . 10-6C
      d) 4,0 . 10-6C
      e) 2,0 . 10-2C  


25. (F. C. M. SANTA CASA) Em um ponto do espaço: 



I. Uma carga elétrica não sofre ação da força elétrica se o campo nesse local for nulo.
II. Pode existir campo elétrico sem que aí exista força elétrica.
III. Sempre que houver uma carga elétrica, esta sofrerá ação da força elétrica.  



Use: C (certo) ou E (errado).  



      a) CCC
      b) CEE
      c) ECE
      d) CCE
      e) EEE  



26. Considere as três figuras a seguir. Nelas temos:  






  



Analise cada figura e descubra o sinal das cargas elétricas q e Q.



Pode-se dizer que:  



I.   Na figura 1: Q > 0 e q >0 
II.  Na figura 2: Q < 0 e q > 0
III. Na figura 3: Q < 0 e q < 0 
IV. Em todas as figuras: q > 0  


Use, para a resposta, o código abaixo:  



      a) Se todas forem verdadeiras.
      b) Se apenas I, II e IV forem verdadeiras.
      c) Se apenas I e III forem verdadeiras.
      d) Se apenas II for verdadeira.
      e) Se nenhuma for verdadeira.  



27. (UCBA) Qual dos gráficos a seguir melhor representa o módulo do campo elétrico em função da distância d até a carga elétrica puntiforme geradora?  

      
        
         



28. Considere as duas cargas positivas Q1 e Q2, fixas sobre a reta x da figura abaixo.  






Sabemos que Q1 > Q2 e que A, M B, F e G são apenas cinco pontos geométricos escolhidos na reta x.  

Em um dos cinco pontos, o campo elétrico resultante é NULO. Este ponto é:  



      a) A
      b) B
      c) M
      d) F
      e) G  



29. (FMABC - SP) Duas cargas puntiformes Qe Q2, de sinais opostos, estão situadas nos pontos A e B localizados no eixo x, conforme mostra a figura abaixo.  



  



Sabendo-se que |Q1| > |Q2|, podemos afirmar que existe um ponto do eixo x, situado a uma distância finita das cargas Q1 e Q2 no qual o campo elétrico resultante, produzido pelas referidas cargas, é nulo. Esse ponto: 



      a) está localizado entre A e B;
      b) está localizado à direita de B;
      c) coincide com A;
      d) situa-se à esquerda de A;
      e) coincide com B.  



30. (MACKENZIE) Considere a figura abaixo:  



  



As duas cargas elétricas puntiformes Q1 e Qestão fixas, no vácuo onde K0 = 9,0 . 109 N.m2/C2, respectivamente sobre os pontos A e B. O campo elétrico resultante no P tem intensidade:  



      a) zero
      b) 4,0 . 105 N/C
      c) 5,0 . 105 N/C
      d) 9,0 . 105 N/C
      e) 1,8 . 106 N/C