Um circuito elétrico RC simples consiste em uma chave S, uma bateria ideal de 12,0 V, um resistor de 20,0 MΩ e um capacitor cheio de ar C. O capacitor tem placas paralelas circulares de raio 5,00 cm, separadas por 4,00 mm. No tempo t = 0, o interruptor S é fechado para permitir a carga do capacitor. O campo elétrico entre as placas é uniforme. Em t = 348 μs, qual é a magnitude do campo magnético dentro do capacitor, a uma distância radial de 2,00 cm?

Dado: 1/e = 0,37.

A figura a seguir ilustra um grande reservatório de água de profundidade H = 20,0 m. Um tubo horizontal 4,0 cm de diâmetro passa através a barragem na profundidade de 8,0 m.

Qual o volume de água que sai do tubo em 3,0 h?

Um asteroide esférico uniforme de raio 500 m está girando com velocidade angular de 2,0 x 10⁻⁴ rad/s. À medida que o tempo passa, o asteroide adquire mais matéria de forma simétrica, até que seu raio atinge 1000 m. Supondo que sua densidade permaneça a mesma e que a matéria adicional estava originalmente em repouso em relação ao asteroide, encontre a nova velocidade angular do asteroide após o seu crescimento.

Um laboratório de engenharia biomédica está avaliando o desempenho de um esfigmomanômetro digital baseado em microcontrolador para uso em unidades básicas de saúde. Para isso, foram realizadas medições da pressão arterial sistólica de 7 voluntários, comparando os valores obtidos com o dispositivo digital e com um esfigmomanômetro clínico de referência.

Tabela 1 – Pressão arterial sistólica medida por dois métodos. 

Com base nos dados da tabela, o dispositivo apresenta um viés médio (erro médio assinado) positivo, negativo ou aproximadamente nulo?

Qual é o valor aproximado desse viés médio?

Calcule a diferença entre o comprimento de onda mínimo da radiação emitida por um tubo de raios X, em nanômetros, quando operado em 40 kV e em 30 kV.

Durante um procedimento de radioterapia, ocorre uma falha grave no sistema de controle de um acelerador linear, e um paciente recebe uma dose elevada de radiação ionizante em todo o corpo. Nas primeiras 24 horas, o paciente apresenta náuseas intensas, sudorese, fadiga e perda de apetite. Após alguns dias, esses sintomas desaparecem temporariamente, e o paciente relata uma sensação de melhora. Entretanto, cerca de duas semanas após a exposição, ele passa a apresentar infecções frequentes, hemorragias, febre e queda acentuada de cabelo.
Com base nesse quadro clínico, assinale a alternativa que indica a sequência CORRETA dos estágios da síndrome aguda da radiação.

Em um serviço de radiodiagnóstico médico, um técnico em radiologia atua rotineiramente em salas de raios X e, em alguns turnos, também auxilia em procedimentos de fluoroscopia. Durante uma fiscalização, foi constatado que ele não utiliza dosímetro individual em todos os turnos, alegando que “as exposições são sempre baixas”.

De acordo com a CNEN NN 3.01, essa conduta é 

O múon negativo é uma partícula elementar com carga igual à do elétron e uma massa 207 vezes maior. Um próton pode capturar um múon negativo para formar um átomo “mésico” hidrogenóide.

Assumindo um núcleo não-estacionário, o potencial de ionização desse átomo mésico é de

Durante uma inspeção de rotina em um serviço de radiologia industrial, foi verificado que um trabalhador ocupacionalmente exposto recebeu as seguintes doses efetivas anuais ao longo de cinco anos consecutivos em unidades de mSv: 18, 22, 19, 21 e 20.

De acordo com a Norma CNEN NN 3.01, que estabelece os limites anuais de dose para indivíduos ocupacionalmente expostos, a situação desse trabalhador pode ser classificada como

Em um laboratório de física nuclear, um contador Geiger-Müller é utilizado para monitorar uma fonte fraca de radiação. Em uma primeira medida de 20 s, apenas com a radiação de fundo, são registradas 40 contagens. Em uma segunda medida, também de 20 s, com a fonte posicionada junto ao detector, são registradas 85 contagens. Assuma que as contagens seguem estatística de Poisson. Então, a taxa líquida de contagem da fonte, em contagens por segundo, com sua respectiva incerteza estatística, é aproximadamente 

Em muitos sistemas quânticos reais, como elétrons aprisionados em armadilhas ópticas, poços quânticos semicondutores ou mesmo em modelos efetivos de osciladores harmônicos quânticos, o estado da partícula pode ser descrito por uma função de onda gaussiana. Esse tipo de função representa um estado fortemente localizado no espaço, mas que, devido ao Princípio da Incerteza de Heisenberg, não pode ter posição e momento simultaneamente bem definidos. Considere que a função de onda de uma partícula em uma dimensão é dada por Ѱ(x) = (π/α)^−1/4exp(−α²x ² /2), onde α é um parâmetro real positivo associado ao grau de localização espacial da partícula.

Qual é a expressão CORRETA para a variância da variável x nesse estado quântico?

Supondo que a molécula de H₂ se comporte como um oscilador harmônico com força constante de 573 N/m. Assinale a alternativa que informa o número quântico vibracional para o qual a molécula se dissociaria em 3,0 eV.

Uma unidade antiga para a concentração de energia potencial alfa (CEAP) é o nível de trabalho (WL), definido como uma concentração de energia potencial alfa de 1,3 x 10⁵ MeVL−1 no ar, devido aos produtos de decaimento de vida curta do radônio. Esse valor corresponde à presença de 100 pCiL⁻¹ = 3,7 BqL⁻¹ dos descendentes em equilíbrio secular, isto é, a uma Concentração de Produtos de Decaimento Equivalente ao Equilíbrio de 3,7 BqL⁻¹. A exposição de pessoas aos descendentes do radônio é frequentemente expressa em meses de nível de trabalho (WLM), sendo que um mês de trabalho é definido como 170 horas. O WLM representa a exposição integrada de um indivíduo ao longo de um dado intervalo de tempo. Como regra prática, 1 WL dos descendentes do radônio está frequentemente associado a uma concentração de radônio de 200 pCiL⁻¹. Uma pessoa passa, em média, 14 horas por dia em casa, onde a concentração média de radônio é 1,5 pCiL⁻¹(valor representativo para muitas residências).

Qual é a sua exposição em WLM ao longo de um período de seis meses?

Um dos radioisótopos mais importantes da física nuclear aplicada à medicina é o ²²11Na, que decai emitindo pósitrons β⁺. Esse tipo de decaimento está na base do funcionamento de equipamentos de Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET), utilizados para a visualização de processos metabólicos no corpo humano. No decaimento de pósitrons, um próton do núcleo transforma-se em um nêutron, com a emissão de um pósitron e um neutrino: ²²11Na  ²²10Ne + β⁺ + ν.

Determine a energia Q liberada nesse decaimento quando o núcleo filho é formado em seu estado fundamental. 

Dados: as energias de ligação nucleares são −5,182 MeV e −8,025 MeV para o ²²Na e o ²²Ne, respectivamente, e a energia de repouso do elétron MeV. 

Durante um acidente radiológico, um trabalhador é exposto a uma dose elevada de radiação ionizante em todo o corpo, durante um curto intervalo de tempo. Pouco depois, ele apresenta náuseas, vômitos, queda acentuada de leucócitos e fadiga intensa. Esses sintomas estão associados a um quadro clínico conhecido como

A medição do comprimento de onda no qual a distribuição espectral de uma estrela distante é máxima indica uma temperatura de superfície de 2000 K. Verifica-se que a estrela irradia 100 vezes a potência irradiada pelo Sol.
Sabendo que a temperatura da superfície do Sol é 5800 K, estime o raio da estrela em unidades do raio do Sol.

Considere um sistema composto de um elétron que se move em um fio metálico fino de comprimento 1,00 cm como uma aproximação de uma partícula em um poço infinito unidimensional.
Se o elétron estiver em seu estado fundamental, a probabilidade de encontrá-lo na região entre 0 e 0,25 cm é aproximadamente

Em uma usina nuclear, a estabilidade da frequência elétrica, originada nos geradores acoplados às turbinas movidas pelo vapor do reator, é monitorada constantemente. Flutuações muito pequenas na frequência podem indicar: variação súbita de carga na rede, desbalanceamento no controle das barras de controle, oscilações mecânicas perigosas no eixo da turbina, e ainda alterações inesperadas na potência térmica do reator. Em sistemas de instrumentação de precisão, a medição da frequência está limitada pelo Princípio da Incerteza em medições periódicas. Um novo sistema digital de monitoramento da usina precisa medir a frequência da rede com uma precisão de 0,002 Hz.
Se o valor de operação necessita estar precisamente em uma frequência de 60,000 Hz, determine por quanto tempo a frequência deve ser medida para atingir essa precisão.

Uma aplicação importante das ondas de matéria é que elas são utilizadas na construção de microscópios eletrônicos. Microscópios eletrônicos de baixa energia, como os utilizados em LEEM (Low-Energy Electron Microscopy) ou em SEM (Scanning Electron Microscope) de baixa voltagem, exploram o comportamento ondulatório dos elétrons para obter imagens com resolução muito superior à da microscopia óptica convencional.
Determine a energia cinética de um elétron para que seu comprimento de onda seja de 0,039 nm.

Um elétron acelerado a 50 keV em um tubo de raios X sofre duas colisões sucessivas até parar completamente, emitindo dois fótons de bremsstrahlung no processo completo. O segundo fóton emitido tem comprimento de onda de 0,050 nm mais longo que o primeiro.

Qual o comprimento de onda do primeiro fóton?