Questões de Física do ano 2022

A função de onda de um elétron no primeiro nível de energia de um poço quântico infinito está dada por ?(x) = A cos(0,5? × 10⁹ x), sendo A uma constante de normalização, e x sendo medido em metros.
Qual é o valor aproximado da energia desse estado, em eV?

Dado
?c = 0,2 eV.?m (? é a constante de Planck reduzida, e c é a velocidade da luz no vácuo); massa do elétron m_e = 0,5 × 10⁶ eV/c²

Um motorista faz uma viagem de carro saindo da periferia de São Paulo em direção à cidade do Rio de Janeiro, percorrendo uma distância total de 450 km. Na primeira metade do percurso, ele atinge uma velocidade média de 90 km/h, quando então faz uma parada de 75 min. Ao retomar a viagem, na segunda metade do percurso, sua velocidade média é de 60 km/h.
Qual é a razão entre a velocidade média em todo o percurso e aquela que teria tido se ele não houvesse parado?

Se a energia do quarto nível de um oscilador harmônico quântico vale 28 eV, qual é o valor de energia do estado fundamental desse oscilador, em eV?  

Em um processo de decaimento nuclear, um elétron é emitido no laboratório com uma velocidade de 0,8c (sendo c a velocidade da luz no vácuo). O elétron percorre uma distância de 1,0 m antes de ser detectado.
No referencial de repouso do elétron, quanto tempo passa desde que é produzido até ser detectado, em nano- -segundos?

Dado
c = 3×10⁸ m/s

Uma partícula pontual de massa m e carga elétrica q é acelerada no vácuo através de um campo eletrostático constante de módulo E.
Sabendo-se que a partícula estava inicialmente em repouso, qual é a sua velocidade após percorrer uma distância L?

Dado
Não considerar efeitos gravitacionais.