Física B

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PoliSaber 5

aula 1 Física B

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1

exercícios

1. (PUC-RJ) A uma certa hora da manhã, a inclinação dos raios solares é tal que um muro de 4,0 m de altura projeta, no chão horizontal, uma sombra de comprimento 6,0 m. Uma senhora de 1,6 m de altura, caminhando na direção do muro, é totalmente coberta pela sombra quando se encontra a quantos metros do muro?

a) 2,0b) 2,4c) 1,5d) 3,6e) 1,1

2. (IFCE) Uma bandeira do Brasil, que se encontra em uma sala escura, é iluminada com luz monocromática de cor azul. As cores apresentadas pelo retângulo, pelo losango, pelas letras da faixa central e pelo círculo são, respectivamente:

a) verde, amarela, branca e azul. b) preta, preta, azul e azul. c) preta, preta, preta e azul. d) azul, preta, verde e azul. e) preta, preta, preta e preta.

3. (IFSP) Mecanismos do eclipseA condição para que ocorra um eclipse é que haja um alinhamento total ou parcial entre Sol, Terra e Lua. A inclina-ção da órbita da Lua com relação ao equador da Terra provoca o fenômeno de a Lua nascer em pontos diferentes no horizonte a cada dia. Se não houvesse essa inclinação, todos os meses teríamos um eclipse da Lua (na lua cheia) e um eclipse do Sol (na lua nova).

Órbita da Terra

Lua

LuaTerra

Lua cheia passando pelonodo orbital: eclipse lunar

TerraÓrbita da Lua

Órbita da Lualinha

nodal

Lua nova passando pelonodo orbital: eclipse solar

Sol

Abaixo vemos a Lua representada, na figura, nas posições 1, 2, 3 e 4, correspondentes a instantes diferentes de um eclipse.

Sol Terra

Órbita da Lua

Lua(4)(3)

(2)

(1)

As figuras a seguir mostram como um observador, da Terra, pode ver a Lua. Numa noite de lua cheia, ele a vê como na figura I.

a figura representa a situação na qual a senhora passa a ser totalmente coberta pela sombra do muro. neste caso, temos#ABC ∼ #DBE

− =x66

1,64

⇒ 6 − x = 6 ∙ 0,4 ⇒ x = 3,6 m

4 m

C

x6 m

E B

D

A

1,6 m

Parte da bandeira Cor sob luz branca Cor sob luz azul

retângulo Verde Preta

losango amarela Preta

letras na faixa central Verde Preta

círculo azul azul

considerando-se que a luz incidente é monocromática de cor azul, as partes da bandeira que são azul (círculo) ou branca (faixa e estrelas) irão refletir a luz azul e aparecerão, para um observador, com coloração azul. as outras partes da bandeira (retângulo, losango e es-critos na faixa) não refletirão nenhuma luz e, portanto, aparecerão como pretas.

Física B aula 1

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(I) (II) (III) (IV) (V)

Assinale a alternativa em que haja correta correspondência entre a posição da Lua, a figura observada e o tipo de eclipse.

Lua na posição Figura observada Tipo de eclipse

a) 1 III Solar parcial

b) 2 II Lunar parcial

c) 3 I Solar total

d) 4 IV Lunar total

e) 3 V Lunar parcial

4. No mundo artístico, as antigas “câmaras escuras” voltaram à moda. Uma câmara escura é uma caixa fechada de paredes opacas que tem um orifício em uma de suas faces. Na face oposta à do orifício fica preso um filme fotográ-fico, onde se formam as imagens dos objetos localizados no exterior da caixa, como mostra a figura.

Orifício

5 cm

Filme

6 cm

A

B

3 m

Suponha que um objeto de 3 m de altura esteja a uma distância de 5 m do orifício e que a profundidade da câmara seja de 6 cm.

a) Refaça a figura e indique com uma seta a imagem do objeto AB formada sobre o filme. Represente por A’ e por B’ as posições das imagens dos pontos A e B, respectivamente.

trata-se de um eclipse lunar, visto que a terra está localizada entre o Sol e a lua. na posição 4, a lua está totalmente no cone de sombra da terra e, portanto, corresponde a um eclipse total da lua.

Por causa do princípio da propagação retilínea dos raios de luz, a imagem A’B’ formada no filme é invertida em relação ao objeto AB.

Orifício

5 cm

Filme

6 cm

A

OB’xA’

B

3 m

PoliSaber 7

aula 1 Física B

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b) Determine a altura da imagem, em cm.

estudo orientado

exercícios

1. (Enem-MEC) A sombra de uma pessoa que tem 1,80 m de altura mede 60 cm. No mesmo momento, a seu lado, a sombra projetada de um poste mede 2,00 m. Se, mais tarde, a sombra do poste diminuiu 50 cm, a sombra da pessoa passou a medir:

a) 30 cm b) 45 cm c) 50 cm d) 80 cm e) 90 cm

2. (Enem-MEC) Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (Ibn al-Haytham; 965-1040 d.C.) escreveu sua principal obra, o Livro da óptica, que, com base em experimentos, explicava o funcionamento da visão e outros aspectos da óptica, por exemplo, o funcionamento da câmara escura. O livro foi traduzido e incorporado aos conhecimentos científicos ocidentais pelos europeus. Na figura, retirada dessa obra, é representada a imagem invertida de edificações em um tecido utilizado como anteparo.

Se fizermos uma analogia entre a ilustração e o olho humano, o tecido corresponde ao (à):a) íris. b) retina. c) pupila. d) córnea. e) cristalino.

considerando a figura, notando que ∆ABO ~ ∆A’B’O, temos:x

300 cm6 cm

500 cm= ⇒ x = 3,6 cm

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aula 2 Física B

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1

Para determinarmos a região do campo visual em um espelho plano, pro-cedemos da forma mostrada na figura a seguir. Localizamos a imagem O’ do observador O e, a partir dela, traçamos retas que tangenciam as ex-tremidades do espelho. A região do espaço entre essas retas localizada à frente do espelho corresponde à região do campo visual.

Campovisual E

O O’

exercícios

1. (Fuvest-SP) Luz solar incide verticalmente sobre o espelho esférico convexo visto na figura abaixo.

Direção deincidência

A

B

C

Os raios refletidos nos pontos A, B e C do espelho têm, respectivamente, ângulos de reflexão θA, θB e θC, tais que: a) θA > θB > θC

b) θA > θC > θB

c) θA < θC < θB

d) θA < θB < θC

e) θA = θB = θC

koM

San

Sa

ng

aro

on

/ S

hu

tteS

toc

k

Para determinarmos os ângulos de reflexão, devemos traçar as retas normais à superfície nos pontos de incidência e determinar os ângulos de incidência, como mostra a figura.

A

BC

NB

NC

NA

iB = 0 iC

iA

considerando que os raios incidentes são verticais, temos iA > iC > iB e, pela lei da reflexão, rA > rC > rB, ou seja, θA > θC > θB.

Física B aula 2

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2. Um raio de luz propagando-se horizontalmente incide em um espelho plano E1, formando um ângulo de 55° com sua superfície. Após a reflexão em E1, o raio de luz incide em outro espelho plano, E2, que forma um ângulo de 60° com E1, como mostra a figura abaixo.

E1

E2

55o

60o

θ

Dessa forma, pode-se dizer que o ângulo θ indicado no esquema vale: a) 65° b) 50° c) 45° d) 40° e) 25°

3. (Unicamp-SP) A figura abaixo mostra um espelho retrovisor plano na lateral es-querda de um carro. O espelho está disposto verticalmente e a altura do seu centro coincide com a altura dos olhos do motorista. Os pontos da figura per-tencem a um plano horizontal que passa pelo centro do espelho. Nesse caso, os pontos que podem ser vistos pelo motorista são:

a) 1, 4, 5 e 9.b) 4, 7, 8 e 9.c) 1, 2, 5 e 9.d) 2, 5, 6 e 9.

3 6 9

8

7

4

1

2

5

Espelhoretrovisor

Olhos domotorista

aplicando a lei da reflexão e lembrando que a soma dos ângulos internos de um triângulo deve ser 180°, obtemos a figura abaixo.

E1

E2

55o

55o

35o

35o

60o 65o65oθ

assim, temos que 65° + θ + 65° = 180° e, portanto θ = 50°.

Para sabermos a região do espaço que o motorista será capaz de visualizar, temos que determinar o seu campo visual, como mostra a figura abaixo.

Espelhoretrovisor

Campovisual

3 6

5

2

9

8

7

4

1

O

O’

Sendo assim, ele será capaz de enxergar os pontos que estiverem no campo visual (região sombreada). Portanto, os pontos que podem ser vistos por reflexão pelo motorista são 1, 2, 5 e 9.

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aula 2 Física B

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4. (UEL-PR) A figura representa um espelho plano E vertical e dois segmentos de reta, AB e CD, perpendiculares ao espelho.

AB E

25 cm

48 cm

50 cmC

D

Supondo que um raio de luz parta de A e atinja C por reflexão no espelho, o ponto de incidência do raio de luz no espelho dista de D, em centímetros:

a) 48 b) 40 c) 32 d) 24 e) 16

estudo orientado

exercícios

1. (Vunesp) Um professor de física propôs aos seus alunos que idealizassem uma experiência relativa ao fenô-meno luminoso. Pediu que eles se imaginassem numa sala completamente escura, sem qualquer material em suspensão no ar e cujas paredes foram pintadas com uma tinta preta ideal, capaz de absorver toda a luz que incidisse sobre ela. Em uma das paredes da sala, os alunos deveriam imaginar uma fonte de luz emitindo um único raio de luz branca que incidisse obliquamente em um extenso espelho plano ideal, capaz de refletir toda a luz nele incidente, fixado na parede oposta àquela na qual o estudante estaria encostado (observe a figura).

Olho do estudanteEspelho

Fonte de luz

Raio de luz

a figura a seguir mostra o raio de luz que, partindo de A, sofre reflexão no espelho e atinge o ponto C.

AB

A’25 cm 25 cm

48 – x

x

N

50 cmC

D

Por semelhança de triângulos, temos:

= −x x50

4825

⇒ 25x = 2.400 – 50x ⇒

⇒ 75x = 2.400 ⇒ x = 32 cm

Física B aula 3

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exercícios

1. (Unicamp-SP) Espelhos esféricos côncavos são comumente utilizados por dentistas porque, dependendo da posi-ção relativa entre objeto e imagem, eles permitem visualizar detalhes precisos dos dentes do paciente. Na figura abaixo, pode-se observar esquematicamente a imagem formada por um espelho côncavo. Fazendo uso de raios notáveis, podemos dizer que a flecha que representa o objeto:

C: Centro de curvaturaF: FocoV: VérticeI: Imagem

C F V I

a) se encontra entre F e V e aponta na direção da imagem.b) se encontra entre F e C e aponta na direção da imagem.c) se encontra entre F e V e aponta na direção oposta à imagem.d) se encontra entre F e C e aponta na direção oposta à imagem.

2. (Vunesp) Quando entrou em uma ótica para comprar novos óculos, o rapaz deparou-se com três espelhos sobre o balcão: um plano, um esférico côncavo e um esférico convexo, todos capazes de formar imagens nítidas de objetos reais colocados à sua frente. Notou ainda que, ao se posicionar sempre a mesma distância desses espelhos, via três diferentes imagens de seu rosto, representadas na figura a seguir.

IMAGEM A IMAGEM B IMAGEM C

Em seguida, associou cada imagem vista por ele a um tipo de espelho e classificou-as quanto às suas naturezas. Uma associação correta feita pelo rapaz está indicada na alternativa:

a) O espelho A é o côncavo e a imagem conjugada por ele é real. b) O espelho B é o plano e a imagem conjugada por ele é real. c) O espelho C é o côncavo e a imagem conjugada por ele é virtual. d) O espelho A é o plano e a imagem conjugada por ele é virtual. e) O espelho C é o convexo e a imagem conjugada por ele é virtual.

3. (UFRJ) Um espelho côncavo de 50 cm de raio e um pequeno espelho plano estão frente a frente. O espelho plano está disposto perpendicularmente ao eixo principal do côncavo. Raios luminosos paralelos ao eixo principal são re-fletidos pelo espelho côncavo; em seguida, refletem-se também no espelho plano e tornam-se convergentes num ponto do eixo principal distante 8 cm do espelho plano, como mostra a figura.

Para se obter uma imagem direita e ampliada em um espelho côncavo, o objeto deve ser colocado entre o foco e o vértice, como mostra a figura abaixo.

C F V

Imagem

Objeto

considerando que temos três imagens de tamanhos diferentes e todas direitas, podemos afirmar que a imagem B deve ser formada por um espelho plano (imagem de mesmo tamanho que o objeto). com isso, a imagem A é formada por um espelho convexo (imagem reduzida em relação ao objeto) e a imagem C é formada por um espelho côncavo (imagem ampliada em relação ao objeto), com o objeto localizado entre o foco F e o vértice V do espelho. todas as imagens, são virtuais.

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aula 3 Física B

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8 cm

V

A distância do espelho plano ao vértice V do espelho côncavo é:a) 8 cmb) 11 cmc) 15 cmd) 17 cme) 20 cm

4. (ITA-SP) Um jovem estudante, para fazer a barba mais eficientemente, resolve comprar um espelho esférico que aumente duas vezes a imagem do seu rosto quando ele se coloca a 50 cm dele. Que tipo de espelho ele deve usar e qual o raio de curvatura?

a) Convexo com r = 50 cm. b) Côncavo com r = 2,0 m. c) Côncavo com r = 33 cm. d) Convexo com r = 67 cm. e) Um espelho diferente dos mencionados.

estudo orientado

exercícios

1. (Unicamp-SP) Em uma animação do Tom e Jerry, o camundongo Jerry se assusta ao ver sua imagem em uma bola de Natal cuja superfície é refletora, como mostra a reprodução ao lado. É correto afirmar que o efeito mostrado na ilustração não ocorre na rea-lidade, pois a bola de Natal formaria uma imagem:

a) virtual ampliada.b) virtual reduzida.c) real ampliada.d) real reduzida.

considerando-se que os raios incidem no espelho esférico paralelos ao eixo principal, após a reflexão eles deveriam convergir para o foco F do espelho. no entanto, antes de atingirem o foco, os raios sofrem reflexão no espelho plano e, com isso, convergem para o ponto F’, simétrico ao foco, mas do lado esquerdo do espelho plano, como mostra a figura. a distância entre o foco F e o vértice V é 25 cm (metade do raio de curvatura do espelho esférico) e, portanto, a distância entre o espelho plano e o vértice V do espelho esférico é 17 cm.

8 cm 8 cm

25 cm

V

FF’

Para gerar uma imagem ampliada, o jovem deve usar um espelho côncavo e posicionar seu rosto entre o vértice e o foco do espelho. Substituindo os valores na equação dos pontos conjugados, temos:

io

pp

oo

p’ 2 ’50

= − ⇒ = − ⇒ p’= −100 cm

f p p f1 1 1

'1 1

501

–100= + ⇒ = + ⇒ f = 100 m

R = 2f = 2 ∙ 100 = 200 cm ⇒ R = 2 m