Brasil 2016 — Prova 2fase_Nivel3a

Questão 1 – Com a intenção de estudar a flutuação dos corpos, um estudante utilizou dois blocos cilíndricos, de volumes $V$ e $6 V$ , respectivamente, para construir uma peça única conforme ilustrado na figura (I). Em seguida, a peça foi posta a flutuar em água, de dois modos diferentes, A e B, conforme as figuras (II) e (III). Após observação cuidadosa, o estudante verificou que no modo A, 2/3 do volume do bloco maior ficou submerso, enquanto que no modo B uma fração $f$ , do volume do bloco maior ficou submerso. Determine o valor de $f$ .

Figura I Figura II (modo A) Figura III (modo B)

NÍVEL III

Ensino Médio – 3a série Ensino Técnico - 4a série LEIA ATENTAMENTE AS INSTRUÇÕES ABAIXO:

1 - Esta prova destina-se exclusivamente aos alunos da 3a série do Ensino Médio e 4a série do Ensino Técnico. Ela contém 8 (oito) questões. 2 - A prova é composta por dois tipos de questões: I) Questões de Resposta Direta e II) Questões de Resposta Aberta. Nas questões de resposta direta somente será considerada na correção a resposta final, enquanto nas questões de resposta aberta caso o resultado final não estiver correto o desenvolvimento poderá ser considerado na pontuação final, de acordo com os critérios de correção adotados. 3 - O Caderno de Respostas possui instruções que devem ser lidas cuidadosamente antes do início da prova. 4 - Todos os resultados numéricos devem ser expressos em unidades no Sistema Internacional ou seguindo as instruções específicas da questão. 5 - A duração desta prova é de 4 (quatro) horas, devendo o aluno permanecer na sala por no mínimo 60 (sessenta) minutos. Se necessário, e a menos que indicado ao contrário, use: Velocidade da luz no vácuo $= 3, 0 \times 1 0^{8}$ m/s; $g = 10 m/s^{2}$ ; 1hp = 750 W; $2 = 1, 4$ ; $3 = 1, 7$ ; $5 = 2, 2$ ; $π = 3$ ; $sen 3 0^{\circ} = 0, 5$ ; $cos 3 0^{\circ} = 0, 85$ ; $1 atm = 1 0^{5}$ Pa; $1 L = 1.000 cm^{3}$ ; Densidade da água líquida $= 1, 00 g/cm^{3}$

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium, Conservation Laws, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Cylinder, Block Fonte: Testo (PDF) — p.1

Per studiare la fluttuazione dei corpi, uno studente ha usato due blocchi cilindrici, rispettivamente $V$ e $6 V$ , per costruire una parte Unico come illustrato in figura (I). Poi la pezzo fu messa a galla in acqua, in due modi diversi, A e B, come indicato nelle figure (II) e (III). Dopo osservazione Il bambino ha osservato che in modalità A, due terzi del volume del blocco più grande è rimasto in modo B una frazione $f$ del volume del blocco maggiore è rimasta

Sotto l’acqua. Determina il valore di $f$ .

Figura I Figura II (modulo A) Figura III (modulo B)

Nivel III

Medio scolastico terza elementare Formazione tecnica - 4° grado Leggi attentamente le istruzioni qui sotto:

1 - Questo test è destinato esclusivamente agli studenti della terza e quarta elementari

La serie di insegnamento tecnico. Contiene otto domande. 2 - La prova è composta da due tipi di domande: II) Domande di risposta aperta. In questioni di risposta diretta solo In caso di correzione, la risposta finale è considerata, mentre nelle domande di risposta aperta, il se il risultato finale non è corretto, la evoluzione può essere considerata nel punteggio la Commissione ha adottato una decisione che stabilisce la procedura di procedura di cui all’articolo 1, paragrafo 1, del regolamento (CE) n. 3 - Il Libro delle Risposte contiene istruzioni che devono essere lette con attenzione prima di dall’inizio della prova. 4 - Tutti i risultati numerici devono essere espressi in unità nel sistema La Commissione ha adottato una decisione che non è stata adottata. 5 - La durata di questo esame è di 4 (quattro) ore, e il partecipante deve rimanere in sala per non più di 60 (sessanta) minuti. Se necessario, e salvo indicazione contraria, utilizzare: La velocità della luce nel vuoto $= 3, 0 \times 1 0^{8}$ m/s; $g = 10 m/s^{2}$ ; 1hp = 750 W; $2 = 1, 4$ ; $3 = 1, 7$ ; $5 = 2, 2$ ; $π = 3$ ; $sen 3 0^{\circ} = 0, 5$ ; $cos 3 0^{\circ} = 0, 85$ ; $1 atm = 1 0^{5}$ Pa; $1 L = 1.000 cm^{3}$ ; Densità dell’acqua liquida $= 1, 00 g/cm^{3}$

Question 1 With the intention of studying the fluctuation of bodies, a student used Two cylindrical blocks, of $V$ and $6 V$ volumes, respectively, for the construction of a piece The following table shows the number of units in the unit: Then the piece was floated in water. in two different modes, A and B, as shown in Figures II and III. Following the observations Carefully, the student found that in mode A, two-thirds of the volume of the larger block was left Submerged, while in mode B a fraction $f$ of the larger block volume remained I’m going underwater. Determine the value of $f$ .

The following information shall be provided:

Level 3

Secondary education 3rd grade Technical education - fourth grade Please read the instructions below carefully:

1 - This test is intended exclusively for pupils in the third and fourth grades of secondary education The technical education series. It contains eight questions. 2 - The test consists of two types of questions: (ii) Questions for an open answer. In the direct answer questions only The final answer is considered in the correction, while the open-ended questions are considered in the case of If the final result is incorrect, the development may be considered on the score the final, in accordance with the correction criteria adopted. 3 - The Answer Book contains instructions which must be read carefully before the start of the test. 4 - All numerical results must be expressed in units in the System International or following the specific instructions in the matter. 5 - The duration of this test is 4 (four) hours and the student must remain in the room for at least 60 (sixty) minutes. If necessary, and unless otherwise stated, use: The speed of light in vacuum $= 3, 0 \times 1 0^{8}$ m/s; $g = 10 m/s^{2}$ ; 1hp = 750 W; $2 = 1, 4$ ; $3 = 1, 7$ ; $5 = 2, 2$ ; $π = 3$ ; $sen 3 0^{\circ} = 0, 5$ ; $cos 3 0^{\circ} = 0, 85$ ; $1 atm = 1 0^{5}$ Pa; $1 L = 1.000 cm^{3}$ ; Densidade da água líquida $= 1, 00 g/cm^{3}$

Questão 2 – A usina hidrelétrica ocupa posição de destaque no sistema energético brasileiro. Ela é construída no rio e formada por lago, barragem, casa de força, subestação elevadora e linhas de transmissão. Para produzir a energia, a água sai do reservatório e é conduzida por enormes tubos até a casa de força, onde ficam as turbinas e os geradores de eletricidade. Nem toda a energia disponível na queda da água consegue ser convertida em energia elétrica. O rendimento de uma turbina é uma medida da eficiência dessa conversão e é definido como a razão entre a potência fornecida pela potência disponível. Considere um exemplo no qual a vazão necessária para acionar cada turbina de uma central elétrica seja de $700 m^{3} / s$ , guiados por meio de uma tubulação de queda nominal igual a 100 m. Considerando a densidade da água $ρ_{\overset{a}{ˊ} gua} = 1000 kg/m^{3}$ e a aceleração da gravidade igual a $10 m/s^{2}$ , e sabendo que a potência elétrica gerada em cada turbina é de 630 MW, determine em porcentagem, o rendimento de cada turbina dessa central hidrelétrica.

Topic: Conservation of Energy, Fluid Mechanics Metodi: Energy Conservation Method, Continuity Equation, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Tube Fonte: Testo (PDF) — p.2

Domanda 2 La centrale idroelettrica occupa una posizione di primo piano nel sistema energetico Brasiliano. È costruita sul fiume e costituita da lago, diga, casa di forza, la stazione di supporto elevatore e le linee di trasmissione. Per produrre energia, l’acqua scorre dalla La struttura è stata costruita in un sistema di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di stazione di turbine e generatori elettrici. Non tutta l’energia disponibile nel calo della l’acqua può essere convertita in energia elettrica. La resa di una turbina è una misura dell’efficienza di tale conversione ed è definita come il rapporto tra potenza fornita dalla potenza disponibile. Considerate un esempio in cui la corrente necessaria per la propulsione di ogni turbina di una centrale elettrica $700 m^{3} / s$ , guidata da di una tubulazione di caduta nominale pari a 100 m. Considerando la densità dell’acqua $ρ_{\overset{a}{ˊ} gua} = 1000 kg/m^{3}$ e l’accelerazione della gravità pari a $10 m/s^{2}$ , e sapendo che la la potenza elettrica generata in ciascuna turbina è di 630 MW, determinata in percentuale, o il rendimento di ogni turbina di questa centrale idraulica.

Question 2 The hydroelectric power plant occupies a prominent position in the energy system Brazilian. It’s built on the river and made up of lake, dam, fortress, lift substation and transmission lines. To produce energy, water comes from the The main purpose of the system is to provide a safe and secure water supply for the turbines and electricity generators. Not all the energy available at the fall of the water can be converted into electrical energy. The yield of a turbine is a The conversion rate is the ratio of the power to the power output of the engine. provided by the available power. Consider an example where the flow required to power each turbine of a power station $700 m^{3} / s$ , guided by means of of a nominal falling tubing equal to 100 m. Considering the density of water $ρ_{\overset{a}{ˊ} gua} = 1000 kg/m^{3}$ and the acceleration of gravity equal to $10 m/s^{2}$ , and knowing that the The electricity generated by each turbine is 630 MW, determined as a percentage, or the yield of each turbine of this hydroelectric power plant.

Questão 3 – A velocidade do som no ar (cerca de 300 m/s) é grande para os padrões cotidianos, mas a velocidade da luz (300.000 km/s) é ainda muito maior. Essa propriedade permite as transmissões “ao vivo”, na qual o telespectador acredita que está assistindo o evento ao mesmo tempo em que ele acontece. A figura a seguir mostra como essa transmissão funciona a longas distâncias. Nas proximidades do evento a ser transmitido é instalada uma antena parabólica que utiliza ondas de rádio para enviar a imagem a um satélite geoestacionário. O satélite reflete esse sinal em direção a Terra, onde ele é captado por outra antena parabólica, próxima do telespectador.

a) Quando um juiz apita o início de uma partida de futebol, quanto tempo demora para que ele seja ouvido por um torcedor no estádio que está a 240 m de distância do juiz, considerando a velocidade do som mencionada acima? b) Considerando que o atraso entre a captação da imagem e a recepção pelo telespectador deve-se exclusivamente à viagem entre as antenas e o satélite, calcule o atraso com que o telespectador vê o juiz apitar o início da partida, se a distância entre os satélites e as antenas for de 39.000 km.

Topic: Oscillations & Waves, Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Wave Equation Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Satellite Fonte: Testo (PDF) — p.2

Domanda 3 La velocità del suono in aria (circa 300 m/s) è grande per i standard La velocità della luce (300.000 km/s) è ancora più alta. Questa Propriedade permette trasmissioni live, in cui lo spettatore crede che sta assistendo all’evento allo stesso tempo in cui si svolge. La figura seguente mostra come funziona questa trasmissione a lunghe distanze. Vicino al l’evento da trasmettere è installato con un’antenna parabola che utilizza onde radio per inviare l’immagine a un satellite geostationario. Il satellite riflette questo segnale in direzione verso la Terra, dove viene catturato da un’altra antenna parabolica, vicino al

Televisore.

a) Quando un giudice fa appiccare l’inizio di una partita di calcio, quanto tempo Ci vuole tempo per essere ascoltato da un tifoso in un stadio che sta 240 m dalla distanza dal giudice, considerando la velocità del suono menzionata

Su? b) considerando che il ritardo tra la cattura dell’immagine e la ricezione da parte del personale il telespettatore è dovuto esclusivamente al viaggio tra le antenne e il satellite, calcola il tempo con cui lo spettatore vede il giudice pisciare l’inizio della partita, se la distanza tra i satelliti e le antenne è di 39000 km.

Question 3 The speed of sound in the air (about 300 m/s) is high for the standards The speed of light is still much higher. That one. The ownership allows for live broadcasts, in which the viewer believes that You’re watching the event at the same time it happens. The following figure It shows how this transmission works over long distances. Near the The event to be transmitted is installed a parabolic antenna using radio waves to send the image to a geostationary satellite. The satellite reflects this signal in direction to Earth, where it is picked up by another satellite dish, near the

The TV.

(a) When a referee whistles the start of a football match, how long It takes a while for him to be heard by a fan in the stadium who is 240 m from the judge, taking into account the speed of the sound mentioned upstairs? (b) Whereas the delay between the image being taken and the image being received by the the telespecting is solely due to travel between the antennas and the satellite; calculate the delay in watching the referee whistle the start of the match, if the distance between the satellites and the antennas is 39 000 km.

Questão 4 – Um celular produz ondas eletromagnéticas na faixa de micro-ondas. Para fazer uma chamada, essas ondas são transmitidas a uma central, responsável por identificar o número chamado e encaminhar a ligação. O manual de um determinado celular afirma que sua bateria tem uma capacidade 1400 mAh. O fabricante indica que essa bateria pode alimentar o telefone por 4 h e 30 min em modo de conversação e por 60 h em modo espera. Admitindo que a bateria opere com 3,7 V, determine em watts, a potência exigida da bateria quando o celular opera no modo de conversação.

PARTE II – QUESTÕES DE RESPOSTA ABERTA

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Unit Conversion Objects: Battery Fonte: Testo (PDF) — p.3

Domanda 4 Un cellulare produce onde elettromagnetiche nella gamma di microonde. Per quando si fa una chiamata, queste onde vengono trasmesse a una centrale centrale, responsabile di identificare il numero chiamato e indirizzare la chiamata. Il manuale di un determinato il cellulare afferma che la sua batteria ha una capacità di 1400 mAh. Il fabbricante indica che: Questa batteria può alimentare il telefono per 4 ore e 30 minuti in modalità conversazione e per 60 ore in modalità attesa. Per quanto riguarda le batterie, la misurazione di potenza richiesta dalla batteria quando il cellulare opera in modalità conversazione.

PARTE II Domande di risposta aperte

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Unit Conversion Objects: Battery Fonte: Testo (PDF) — p.3

Question 4 A cell phone produces electromagnetic waves in the microwave range. Stop If you make a call, these waves are transmitted to a power station, responsible for identify the number called and forward the call. The manual of a particular cell phone claims its battery has a capacity of 1400 mAh. The manufacturer shall indicate that: This battery can power the phone for 4 hours and 30 minutes in conversation mode and by 60 hours in standby mode. If the battery operates at 3,7 V, in watts, the the power required of the battery when the cell phone is in conversation mode.

Part II Questions for an open answer

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Unit Conversion Objects: Battery Fonte: Testo (PDF) — p.3

Questão 5 – Com a intenção de estudar os movimentos dos corpos e suas relações com a massa, foi construído para uma feira de ciências um experimento que consiste de uma base “b”, uma rampa “r” e uma esfera “e”, conforme ilustrado na figura abaixo. A base foi fixada ao solo, de modo que sua superfície superior plana e absolutamente lisa ficasse perfeitamente nivelada na horizontal. A rampa, com formato circular de raio $R = 6$ m e massa $5 M$ , foi apoiada em repouso sobre a base, mas podendo deslizar sobre ela praticamente sem atrito. No ponto mais alto da rampa, uma esfera maciça, homogênea, de massa $M$ e absolutamente lisa, foi então abandonada, deslizando sem rolar pela rampa conforme a figura. Desprezando a resistência do ar e qualquer outro atrito, e considerando o módulo da aceleração da gravidade $g = 10 m/s^{2}$ , determine, em m/s, o módulo da velocidade da esfera no instante em que ela perde o contato com a rampa.

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Energy, Conservation of Momentum Metodi: Conservation of Energy, Conservation of Momentum, Free-Body Diagram Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Sphere, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.3

Domanda 5 Con l’intenzione di studiare i movimenti dei corpi e le loro relazioni con la massa, è stato costruito per una fiera di scienze un esperimento che consiste di una base “b”, una rampa “r” e una sfera “e”, come illustrato nella figura seguente. La base è stata fissata al suolo, in modo che la sua superficie superiore sia piana e assolutamente la linea di massima di linea sarebbe perfettamente all’orizzonte. La rampa, a forma di fulmine circolare $R = 6$ m e massa $5 M$ , è stata appoggiata a riposo sulla base, ma può scivolare su di lei praticamente senza attrito. Al punto più alto della rampa, una sfera massiccia, La sua massa è stata omogenea, $M$ e assolutamente liscia, e poi è stata abbandonata, scivolando senza Rotolare il ramping secondo la figura. Scommettere la resistenza dell’aria e qualsiasi altro la rottura, e considerando il modulo di accelerazione della gravità $g = 10 m/s^{2}$ , determina, in m/s, modulo di velocità della sfera nel momento in cui essa perde contatto con la

Scendiamo.

Question 5 With the intention of studying the movements of bodies and their relations The first thing that I’m going to do is to make a point of putting together a mass of data. a base ‘b’, a ramp ‘r’ and a sphere ‘e’, as illustrated in the figure below. The base was fixed to the ground so that its upper surface was flat and absolutely The line would be perfectly level on the horizontal. The ramp, circular in shape with rays $R = 6$ m and mass $5 M$ , was supported at rest on the base but could slide on it practically without friction. At the top of the ramp, a massive sphere, The resulting material was a homogeneous, mass $M$ and absolutely smooth, then abandoned, slipping without any rolling through the ramp as shown. Disregarding the resistance of the air and any other the friction, and taking into account the gravity acceleration module $g = 10 m/s^{2}$ , determine, in m/s, the speed module of the sphere at the moment it loses contact with the

Get off the ramp.

Questão 6 – A visão produzida pelo olho humano em condições de baixa luminosidade é chamada de visão escotópica. Ela está associada diretamente aos bastonetes, que são sensíveis às alterações de luminosidade. A quantidade de luz que atinge a retina e, consequentemente, os bastonetes é regulada pela pupila. Em condições de claridade normal, a pupila apresenta um diâmetro entre 3 e 4 mm, podendo atingir 1,5 mm em condições de grande luminosidade e 8 mm em condições baixa luminosidade. Sabendo que para o comprimento de onda de $555 \times 1 0^{- 9}$ m, a intensidade mínima de luz que ainda é capaz de sensibilizar a retina vale $1, 4 \times 1 0^{- 9} W/m^{2}$ , determine em unidades de $1 0^{5}$ , o número de fótons que entram no olho de uma pessoa a cada segundo, quando ela estiver em um ambiente de baixa luminosidade. Considere: $h = 6, 6 \times 1 0^{- 34}$ Js, $c = 3 \times 1 0^{8}$ m/s e $π \approx 3$ .

Topic: Modern-Quantum Physics, Oscillations & Waves Metodi: Photon Energy Relation, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Photon Fonte: Testo (PDF) — p.3

Domanda 6 La vista prodotta dall’occhio umano in condizioni di bassa luminosità Si chiama visione scotpica. È direttamente associata ai bastoncini, che sono sensibili ai cambiamenti di luminosità. La quantità di luce che raggiunge la retina e Di conseguenza, i bastoncini sono regolati dalla pupilla. In condizioni di chiarezza Normalmente, la pupilla ha un diametro compreso tra 3 e 4 mm, e può raggiungere 1,5 mm in condizioni di alta luminosità e 8 mm in condizioni di bassa luminosità. Sapendo che per la lunghezza d’onda di $555 \times 1 0^{- 9}$ m, l’intensità minima di luce che è ancora in grado di sensibilizzare la retina vale $1, 4 \times 1 0^{- 9} W/m^{2}$ , determinato in unità di $1 0^{5}$ , il numero di fotoni che entrano nell’occhio di una persona ogni secondo, quando sta in un ambiente di bassa luminosità. Considerate: $h = 6, 6 \times 1 0^{- 34}$ Js, $c = 3 \times 1 0^{8}$ m/s e $π \approx 3$ .

Question 6 Vision produced by the human eye in low light conditions It’s called scotopic vision. It is directly associated with the sticks, which are sensitive to changes in brightness. The amount of light reaching the retina and Therefore, the rods are regulated by the pupil. Under clear conditions The pupil is normally between 3 and 4 mm in diameter and can reach 1.5 mm in diameter. high luminosity conditions and 8 mm in low luminosity conditions. Knowing that for the wavelength $555 \times 1 0^{- 9}$ m, the minimum light intensity which is still capable of sensitizing the retina value $1, 4 \times 1 0^{- 9} W/m^{2}$ , determined in units of $1 0^{5}$ , the number of photons entering a person’s eye every second when She’s in a low-light environment. Consider: $h = 6, 6 \times 1 0^{- 34}$ Js, $c = 3 \times 1 0^{8}$ m/s and $π \approx 3$ .

Questão 7 – Em dias quentes é comum que o asfalto seco pareça molhado, em função da reflexão da luz que nosso cérebro instintivamente associa à presença de água. Na verdade, a reflexão é provocada pelo aquecimento da camada de ar próxima ao asfalto que atinge altas temperaturas devido à radiação térmica solar. A luz que se propaga em direção ao asfalto sofre reflexão interna total ao atingir o ar quente, onde a velocidade de propagação é maior. Na figura abaixo vemos uma representação simplificada desse fenômeno. Os olhos do motorista estão 1 m acima da fronteira na qual ocorre à reflexão da luz, e a miragem parece começar a 10 m de distância. Usando $n_{frio} = 1, 010$ para o índice de refração do ar frio, calcule o índice de refração do ar quente próximo ao asfalto. Pode ser útil usar a aproximação $\frac{1}{1 + x} ≅ 1 - \frac{x}{2}$ válida para $x ≪ 1$ .

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law, Small-Angle Approximation, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4

Domanda 7 In giorni caldi è comune che l’asfalto secco sembri bagnato, in funzione della sua presenza in superficie. la riflessione della luce che il nostro cervello associa istintivamente alla presenza di acqua. Na È vero che la riflessione è causata dal riscaldamento della strata d’aria vicino all’asfalto che raggiunge temperature elevate a causa della radiazione termica solare. La luce che si diffonde L’asfalto subisce un riflesso interno totale quando raggiunge l’aria calda, dove la La velocità di diffusione è maggiore. Nella figura qui sotto vediamo una rappresentazione La Commissione ha adottato una decisione che non è stata adottata. Gli occhi del conducente sono a 1 m sopra la frontiera che si verifica al riflesso della luce, e il miraggio sembra iniziare a 10 metri di distanza. Usando $n_{frio} = 1, 010$ per l’indice di refrazione dell’aria fredda, calcola l’indice di refrazione del aria calda vicino all’asfalto. Potrebbe essere utile usare l’approccio $\frac{1}{1 + x} ≅ 1 - \frac{x}{2}$ valido per $x ≪ 1$ .

Question 7 On hot days it is common for dry asphalt to appear wet, as a function of the The reflection of light that our brains instinctively associate with the presence of water. Na Indeed, the reflection is caused by the warming of the air layer near the asphalt which reaches high temperatures due to solar thermal radiation. The Light That Spreads The resulting asphalt is a total internal reflection when it reaches hot air, where the The speed of propagation is higher. In the figure below we see a representation of the The Commission has already made a number of proposals. The driver ‘s eyes are 1 m above the border at the which happens when the light reflects, and the mirage seems to start at 10 meters away. Using $n_{frio} = 1, 010$ for the cold air refractive index, calculate the refractive index of the Hot air near the asphalt. It may be useful to use the approximation $\frac{1}{1 + x} ≅ 1 - \frac{x}{2}$ valid for $x ≪ 1$ .

Questão 8 – A descoberta do efeito fotoelétrico abriu uma enorme possibilidade de aplicações tecnológicas que vai desde portas automáticas até a prevenção de acidentes em indústrias. Descoberto no final do século XIX, esse efeito ocorre quando luz, com frequência suficientemente alta, incide numa superfície metálica fazendo com que elétrons sejam ejetados da superfície. Em um experimento de laboratório, uma fotocélula exposta a uma radiação de comprimento de onda de 500 nm, tem sua corrente fotoelétrica totalmente freada quando submetida a uma tensão invertida de 1 eV entre os eletrodos. Considerando a constante de Planck $h = 6, 6 \times 1 0^{- 34} Js$ , a carga elétrica elementar $e = 1, 6 \times 1 0^{- 19}$ C e a velocidade da luz $c = 3 \times 1 0^{8}$ m/s, determine em eV, a função trabalho do metal usado. Use $1 eV = 1, 6 \times 1 0^{- 19} J$ .

Topic: Modern-Quantum Physics Metodi: Photon Energy Relation, Energy Conservation Method Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Photon, Electron Fonte: Testo (PDF) — p.4

Domanda 8 La scoperta dell’effetto fotoelettrico ha aperto una grande possibilità di Applicazioni tecnologiche che vanno da porte automatiche alla prevenzione di Accidenti industriali. Scoperto alla fine del XIX secolo, questo effetto si verifica quando La luce, con frequenza sufficientemente elevata, colpisce una superficie metallica facendo che gli elettroni siano espulsi dalla superficie. In un esperimento di laboratorio, una fotocellula esposta a una radiazione di lunghezza d’onda di 500 nm, ha il suo corrente fotovoltaica completamente frenata quando sottoposta a una tensione inversa di 1 e.V. tra gli elettrodi. Considerando la costante di Planck $h = 6, 6 \times 1 0^{- 34} Js$ , il carico elettricità elementare $e = 1, 6 \times 1 0^{- 19}$ C e velocità di luce $c = 3 \times 1 0^{8}$ m/s, determinata in eV, funzione di lavoro del metallo usato. Utilizzare $1 eV = 1, 6 \times 1 0^{- 19} J$ .

Question 8 The discovery of the photoelectric effect opened up a huge possibility of The Commission has also proposed that the Commission should take into account the specificities of the The Commission has not yet adopted a proposal for a directive. Discovered in the late 19th century, this effect occurs when The light, at a sufficiently high frequency, hits a metal surface and makes electrons are ejected from the surface. In a lab experiment, a a photocell exposed to a wavelength radiation of 500 nm, has its Fully brake photovoltaic current when subjected to a voltage inversion of 1 eV between the electrodes. Given the Planck constant $h = 6, 6 \times 1 0^{- 34} Js$ , the load elementary electricity $e = 1, 6 \times 1 0^{- 19}$ C and the speed of light $c = 3 \times 1 0^{8}$ m/s, determined at eV, the working function of the metal used. Use $1 eV = 1, 6 \times 1 0^{- 19} J$ .

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