Prova de 2020: Fundação Getulio Vargas (FGV) — questões com gabarito

A figura mostra o diagrama de níveis de energia, em elétrons-volt, para o átomo de hidrogênio, segundo o modelo proposto por Bohr. Nela está representada uma transição do elétron do nível n = 4 para o nível n = 2.

(http://astro.if.ufrgs.br. Adaptado.)

A quantidade de energia associada ao fóton emitido pelo átomo de hidrogênio na transição mostrada na figura é

Uma esfera metálica oca, cujo raio da superfície externa é R, está eletrizada com carga positiva e localizada no vácuo. Considere o ponto X, localizado no centro da esfera, e dois pontos, Y e Z, localizados fora da esfera e distando, respectivamente, R e 3R da superfície externa da esfera. Adotando-se o potencial elétrico como nulo a uma distância infinita da esfera e denominando-se VX, VY e VZ os potenciais elétricos dos pontos X, Y e Z, respectivamente, tem-se:

A figura mostra dois recipientes cilíndricos idênticos, R e S, de altura 35 cm, contendo água até diferentes alturas, hR e hS.

Colocando-se um alto-falante que emite um som de frequência 850 Hz sobre cada recipiente, separadamente, verifica-se que eles funcionam como tubos sonoros fechados em uma extremidade e abertos na outra, ocorrendo ressonância em ambos. Considerando-se a velocidade de propagação do som no ar igual a 340 m/s, a diferença entre as alturas da água nos dois recipientes, hS – hR, é igual a

Uma lente convergente de distância focal igual a 6,0 cm é colocada entre duas fontes de luz puntiformes, de modo que fiquem localizadas sobre o eixo principal da lente. Sabendo-se que a distância entre uma das fontes e a lente é 12 cm e que as imagens das duas fontes são coincidentes, a distância entre as fontes de luz é

A imagem mostra duas fotografias da Lua, obtidas em uma mesma localidade.

(www.zenite.nu)

O intervalo de tempo mínimo entre os instantes em que as fotos foram obtidas é de, aproximadamente,

Certa massa de gás ideal sofreu três transformações. A primeira, AB, foi isotérmica, a segunda, BC, foi isovolumétrica e a terceira, CA, foi isobárica, como mostra a figura.

Considerando-se que o calor absorvido pelo gás seja positivo, que o calor cedido seja negativo, que o trabalho realizado pela força aplicada pelo gás no meio exterior seja positivo e que o trabalho realizado pela força aplicada pelo meio exterior sobre o gás seja negativo, montou-se o quadro a seguir.

Completam, respectivamente, as células X, Y e Z do quadro:

Dois objetos de materiais, massas e temperaturas diferentes foram colocados no interior de um calorímetro ideal de capacidade térmica desprezível e, após certo tempo, atingiram o equilíbrio térmico. É indubitável que, ao fim desse processo,

Um recipiente graduado de vidro, de volume interno igual a 800 cm3 , contém certa quantidade de glicerina, ambos a 20 ºC, temperatura para a qual o recipiente foi calibrado. Aquecendo-se o conjunto, nota-se que a indicação do volume de glicerina no interior do recipiente não se altera enquanto a substância estiver no estado líquido. Sendo os coeficientes de dilatação volumétrica do vidro e da glicerina, respectivamente, iguais a 3,0 × 10–5 ºC–1 e 5,0 × 10–4 ºC–1 , a quantidade de glicerina no recipiente, a temperatura de 20 ºC, é igual a

Um asteroide com tamanho semelhante ao de um pequeno automóvel passou perto da Terra no último domingo. Chamado de 2020QG, ele esteve a 2 950 quilômetros do planeta, uma distância pequena em termos astronômicos.

(O Estado de S.Paulo, 20.08.2020. Adaptado.)

Considere que a constante de gravitação universal é igual a 6,7 × 10–11 N·m2 /kg2 , que a massa da Terra é 6,0 × 1024 kg e que a menor distância entre o centro do asteroide e o centro da Terra foi, aproximadamente, 1,0 × 107 m (resultado da soma do raio da Terra com a distância do asteroide ao planeta). Uma vez que o asteroide não foi capturado gravitacionalmente pela Terra, sua velocidade, ao passar pelo ponto mais próximo da Terra, era de, no mínimo,

Uma bola de massa 60 g é solta, a partir do repouso, de uma altura igual a 80 cm. Após colidir com o solo, a bola sobe verticalmente até a altura de 45 cm. Considerando-se a aceleração gravitacional igual a 10 m/s² e desprezando-se a resistência do ar, a intensidade do impulso recebido pela bola na colisão com o solo foi de

Um bloco de massa 100 g, apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito, está preso à extremidade de uma mola de constante elástica 1,6 N/m, que tem a outra extremidade presa a um suporte vertical fixo. O bloco realiza movimento harmônico simples, e sua posição x é dada pela equação x = 0,20 cos (4,0·t + 0,80). A máxima aceleração a que o bloco está sujeito nesse movimento tem módulo igual a

Um motorista, que conduz seu caminhão com velocidade constante de 25 m/s (90 km/h) por uma estrada retilínea, plana e horizontal, aciona os freios quando percebe um ônibus a sua frente deslocando-se lentamente no mesmo sentido, com velocidade constante de 5 m/s (18 km/h). Supondo-se que a distância entre o caminhão e o ônibus no instante em que o motorista do caminhão aciona os freios é de 80 m, que o ônibus não altera sua velocidade e que não há mudança nas direções dos movimentos de ambos os veículos, o módulo da aceleração mínima, admitida constante, que deve ser imprimida ao caminhão para evitar a colisão é

O gráfico mostra a variação da quantidade de carga elétrica armazenada em um capacitor em função do tempo, quando ligado a certo circuito elétrico.

O coeficiente angular da reta tangente a um ponto correspondente a um instante qualquer da curva representa