Professor: Darlan Disciplina: Física Turma: Extensivo

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1 Professor: Darlan Disciplina: Física Turma: Extensivo Data: 15/08/18 Questão 01) Dois espelhos planos são posicionados de modo que façam um ângulo de 90º entre si. Considere que um raio de luz incide em um deles, é refletido e sofre uma segunda reflexão no outro espelho. Assuma que o raio incidente está em um plano perpendicular aos espelhos. O ângulo entre o primeiro raio incidente e o raio que sai do conjunto de espelhos é a) 0. b) 90. c) 45. d) 180. a) b) Questão 02) Três fontes luminosas pontuais A, B e C formam um segmento de reta de extremidades A e C em que B é o ponto médio deste segmento AC. Suponhamos que a reta AC esteja posicionada a 40 cm de um plano e que P é um ponto de incidência de luz. Suponhamos que a reta AC é perpendicular à reta PB e que o meio é homogêneo e transparente. Assinale o que for correto. 01. O raio de luz proveniente do ponto A, e que sofre reflexão em P, atinge o ponto B. 02. Existe ao menos um ponto Q AC com uma fonte luminosa pontual, cujo raio de luz incide em P, que teria sua reflexão incidindo em Q' AC, de maneira que o triângulo QPQ seja escaleno. 04. Se o raio de luz proveniente de A sofre reflexão em P e atinge A' AC, e se o triângulo APA é um triângulo retângulo, então a distância de A até A é de 80 cm. 08. Considere duas fontes luminosas, pontuais e distintas, M, N AB, distintas de B, emitindo um raio de luz em P cujas reflexões M e N estão na reta AC, respectivamente. Assim definidos, os triângulos MPM e NPN são semelhantes. 16. Sendo a reflexão do raio de luz difusa, a trajetória da luz refletida será parabólica. Questão 03) Uma pessoa está parada no centro O de uma sala retangular. De frente para a parede maior, olhando para um espelho plano E 1 pendurado nela, a pessoa vê a imagem de um relógio pendurado no centro da parede atrás de si. Essa pessoa gira 90º, ficando, agora, de frente para uma parede menor, perpendicular à primeira. Olha para outro espelho plano E 2 pendurado nessa parede e vê a imagem de um quadro pendurado no centro da parede que agora está atrás de si. O quadro e o relógio estão pendurados a uma mesma altura em relação ao solo plano e horizontal. A distância entre as imagens do quadro e do relógio vistas por essa pessoa é igual a a) 10 m. b) 15 m. c) 8 m. d) 5 m. e) 6 m. Questão 04) João, representado pela letra J, entra em uma sala retangular, onde duas paredes são revestidas por espelhos planos. Ele se posiciona na bissetriz do ângulo reto formato entre os dois espelhos. Como se configuram o conjunto das imagens de João em relação aos espelhos e sua posição na sala? c) d) Questão 05) Sentado em uma cadeira de uma barbearia, um rapaz olha a sua própria imagem no espelho plano a 0,80m à sua frente, assim como olha a imagem do barbeiro que se encontra em pé atrás dele, a 1,30m do espelho. Em relação às imagens formadas do rapaz e do barbeiro, assinale o que for correto. Fonte: CALÇADA, C. S.; SAMPAIO, J. L. Física Clássica. Óptica / Ondas. São Paulo: Atual, As imagens são reais, pois o espelho é plano. 02. As imagens se encontram sobrepostas na superfície do espelho, ou seja, a 80cm dos olhos do rapaz. 04. As imagens se encontram sobrepostas atrás do espelho, a 2,60m dos olhos do barbeiro. 08. A imagem do rapaz e a imagem do barbeiro encontram-se respectivamente a 1,60m e a 2,10m dos olhos do rapaz. 16. Como o rapaz e o barbeiro se encontram de frente para o espelho, então, pelo princípio da reversibilidade dos raios de luz, um pode ver a imagem do outro. Questão 06) Em filmes policiais, as cenas de interrogatório geralmente são feitas em uma sala, com espelhos, muito bem iluminada, onde suspeitos do crime são interrogados. Atrás dos espelhos, em uma sala sem iluminação, ficam as testemunhas e policiais para o reconhecimento. Os espelhos usados são planos do tipo semitransparentes. Tais espelhos refletem 80% da luz, deixando passar somente 20%. Sobre os conceitos físicos envolvidos neste tipo de espelho plano, assinale o que for correto. 01. É possível que as testemunhas e policiais enxerguem os suspeitos na sala bem iluminada devido ao conceito da reflexão parcial da luz - 1 -

2 nesses espelhos, pois parte dela é absorvida, parte refletida e parte refratada. 02. Dentro da sala, os suspeitos podem se observar no espelho. A imagem conjugada no espelho semi-transparente será simétrica, enantiomorfa, de mesmo tamanho do objeto, real e direita. 04. Como o espelho é semitransparente, com apenas 80% de reflexão da luz, as duas Leis da Reflexão não se aplicam neste caso. 08. Para os espelhos planos em geral, objetos e imagens são de naturezas diferentes. 16. As lâmpadas acesas dentro da sala são classificadas como fontes primárias de luz, e emitem feixes de luz divergentes. Questão 07) Um pequeno boneco está diante de um espelho plano, conforme a figura abaixo. Em relação à imagem conjugada pelo espelho, podemos classificá-la como tendo as seguintes características: luz incidente, a razão entre a intensidade da luz que incide no instrumento e a que sai do segundo espelho é a) 1/2. b) 4. c) 1/4. d) 1. Questão 10) Um observador encontra-se no ponto P, a 2,5m de distância e perpendicular a um espelho plano NM, de 2 m de largura, posto no fundo de uma sala quadrada de 6m x 6m. Na lateral desta sala, encontram-se cinco quadros de dimensões desprezíveis, representados pelas letras A, B, C, D, E, equidistantes. A vista é superior, despreze as dimensões verticais. Olhando frontalmente para o espelho, quais as imagens dos quadros vistos pelo observador? a) A, B, C, D, E b) B, C, D, E c) C, D, E d) D, E e) E a) real, direita e do mesmo tamanho do objeto. b) virtual, invertida lateralmente e maior que o objeto. c) virtual, direita e do mesmo tamanho do objeto. d) real, invertida lateralmente e do mesmo tamanho do objeto. Questão 08) Uma vela de 20cm está posicionada próximo a um espelho E plano de 30cm, conforme indicado na figura. Um observador deverá ser posicionado na mesma linha vertical da vela, ou seja, no eixo y, de forma que ele veja uma imagem da vela no espelho. Qual o intervalo de y em que o observador pode ser posicionado para que ele possa ver a imagem em toda sua extensão? Questão 11) Um objeto extenso de altura h está fixo, disposto frontalmente diante de uma superfície refletora de um espelho plano, a uma distância de 120,0 cm. Aproximando-se o espelho do objeto de uma distância de 20,0 cm, a imagem conjugada, nessa condição, encontra-se distante do objeto de a) 100,0 cm b) 120,0 cm c) 200,0 cm d) 240,0 cm e) 300,0 cm Questão 12) Um homem está parado a 2 m diante de um espelho plano vertical. Afastando 3 m o espelho do ponto onde se encontrava, a distância que passa a separar a primeira imagem da segunda imagem mede: a) 3 m. b) 4 m. c) 6 m. d) 5 m. e) 9 m. Questão 13) Um observador está localizado numa posição P, de frente para um espelho, como na Figura abaixo. a) 0dm y 6dm. b) 3dm y 6dm. c) 4dm y 7dm. d) 5dm y 10dm. e) 6dm y 10dm. Questão 09) O periscópio é um instrumento ótico de uso bastante difundido em submarinos. O instrumento é utilizado para observação da superfície com o submarino ainda mergulhado. O princípio básico de funcionamento desse instrumento é a reflexão sucessiva da imagem por dois espelhos planos. No caso de um raio de luz horizontal incidir no espelho fora d água, esse raio é refletido em uma direção vertical e posteriormente refletido pelo espelho no interior do submarino, de modo a sair do periscópio horizontalmente. Supondo que cada espelho absorva 50% do raio de Se uma pequena lâmpada for colocada na posição do ponto O, o observador a) verá a imagem da lâmpada no ponto B. b) verá a imagem da lâmpada no ponto C. c) verá a imagem da lâmpada no ponto D. d) não verá a imagem da lâmpada, pois a imagem está fora de seu campo visual. e) verá a imagem da lâmpada no ponto A.

3 Questão 14) Tentando se equilibrar sobre a dor e o susto, Salinda contemplou-se no espelho. Sabia que ali encontraria a sua igual, bastava o gesto contemplativo de si mesma. EVARISTO, 2014, p. 57. Um espelho, mais do que refletir imagens, leva-nos a refletir. Imagens reais, imagens virtuais. Imagens. Do nosso exterior e do nosso interior. Salinda contemplou-se diante de um espelho e não se viu igual, mas menor. Era a única alteração vista na sua imagem. Uma imagem menor. Diante disso, podemos afirmar que o espelho onde Salinda viu sua imagem refletida poderia ser: a) Convexo. b) Plano. c) Convexo ou plano, dependendo da distância. d) Côncavo, que pode formar todo tipo de imagem. Questão 15) Dois raios de luz coplanares incidem sobre um espelho plano. O primeiro raio incide normalmente no espelho e o segundo, tem um ângulo de incidência 30. Considere que o espelho é girado de modo que o segundo raio passe a ter incidência normal. Nessa nova configuração o primeiro raio passa a ter ângulo de incidência igual a a) 15. b) 60. c) 30. d) 90. Questão 16) Uma pessoa de 1,8 m de altura está parada diante de um espelho plano apoiado no solo e preso em uma parede vertical. Como o espelho está mal posicionado, a pessoa não consegue ver a imagem de seu corpo inteiro, apesar de o espelho ser maior do que o mínimo necessário para isso. De seu corpo, ela enxerga apenas a imagem da parte compreendida entre seus pés e um detalhe de sua roupa, que está a 1,5 m do chão. Atrás dessa pessoa, há uma parede vertical AB, a 2,5 m do espelho. Sabendo que a distância entre os olhos da pessoa e a imagem da parede AB refletida no espelho é 3,3 m e que seus olhos, o detalhe em sua roupa e seus pés estão sobre uma mesma vertical, calcule a distância d entre a pessoa e o espelho e a menor distância que o espelho deve ser movido verticalmente para cima, de modo que ela possa ver sua imagem refletida por inteiro no espelho. Questão 17) Considere um espelho esférico, côncavo e Gaussiano com raio de curvatura R = 40 cm. Um objeto se desloca ao longo do eixo principal que passa pelo vértice do espelho, se afastando do mesmo com velocidade constante de 5,0 cm/s. No instante t = 0 s, o objeto se encontra a 60 cm de distância do vértice do espelho. Assinale a alternativa que indica CORRETAMENTE o instante no qual a imagem do objeto se aproximou 5,0 cm do vértice do espelho. Questão 18) Um objeto luminoso encontra-se a 40 cm de uma parede e a 20 cm de um espelho côncavo, que projeta na parede uma imagem nítida do objeto, como mostra a figura. ( Adaptado.) Considerando que o espelho obedece às condições de nitidez de Gauss, a sua distância focal é a) 15 cm. b) 20 cm. c) 30 cm. d) 25 cm. e) 35 cm. Questão 19) Em uma aula prática de óptica, um espelho esférico côncavo é utilizado para obter a imagem de um prédio. Considere as seguintes medidas: altura do prédio = 20 m; distância do prédio ao espelho = 100 m; distância focal do espelho = 20 cm. Admitindo que a imagem conjugada se situa no plano focal do espelho, calcule, em centímetros, a altura dessa imagem. Questão 20) Um objeto foi colocado em duas posições a frente de um espelho côncavo de 10 cm de foco. A imagem do objeto, conjugada pelo espelho, quando colocado na primeira posição foi invertida, com ampliação de 0,2 e, quando colocado na segunda posição, foi direita com ampliação de 5. Considerando o exposto, e utilizando o referencial e equações de Gauss, assinale a alternativa correta que completa as lacunas da frase a seguir. A imagem conjugada do objeto na primeira posição é e que o objeto. A imagem conjugada do objeto na segunda posição é e que o objeto. a) real - menor - virtual - maior b) real - menor - real - maior c) virtual - maior - real - menor d) virtual - maior - virtual menor Questão 21) Na figura abaixo, ilustra-se um espelho esférico côncavo E e seus respectivos centro de curvatura (C), foco (F) e vértice (V). Um dos infinitos raios luminosos que incidem no espelho tem sua trajetória representada por r. As trajetórias de 1 a 5 se referem a possíveis caminhos seguidos pelo raio luminoso refletido no espelho. O número que melhor representa a trajetória percorrida pelo raio r, após refletir no espelho E, é a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 a) 2,0 s b) 4,0 s c) 6,0 s d) 8,0 s e) 10,0 s - 3 -

4 Questão 22) Um lápis foi colocado a 30,0 cm diante de um espelho esférico convexo de distância focal igual a 50,0 cm, perpendicularmente ao eixo principal. O lápis possui 10,0 cm de comprimento. Com base nestas informações, pode-se afirmar que a posição e o tamanho da imagem do lápis são, respectivamente: a) 75,0 cm e 25,0 cm b) 18,75 mm e 6,25 mm c) 75,0 cm e 25,0 cm d) 75,0 cm e 6,25 cm e) 18,75 cm e 6,25 cm Questão 23) Os espelhos esféricos possuem diversas aplicações cotidianas. Os espelhos convexos, por exemplo, ampliam o campo visual em relação a um espelho plano. Graças a essa propriedade, eles são frequentemente instalados em retrovisores de veículos ou em sistemas de observação e vigilância em supermercados, garagens etc. Os espelhos côncavos, por sua vez, possuem larga aplicação em telescópios do tipo refletor, onde os objetos colocados praticamente no infinito em relação ao tamanho do espelho têm suas imagens reais projetadas sobre o foco do sistema. Com base nessas informações, considere dois espelhos esféricos de distância focal de módulo 30,0cm, um deles côncavo (espelho A) e outro convexo (espelho B). Levando em consideração apenas situações ópticas envolvendo objetos reais, analise as afirmações a seguir e assinale no cartão-resposta a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. O espelho B forma apenas imagens virtuais. 02. É impossível, para o espelho B, formar uma imagem localizada a uma distância de 60,0cm em relação ao espelho. 04. Um espelho de maquiagem, onde se deseja ter a imagem maior que o objeto, pode ser constituído tanto pelo espelho A quanto pelo espelho B. 08. Um objeto a 20,0cm em frente ao espelho B terá sua imagem com aumento linear transversal valendo +3, Um objeto colocado no ponto médio entre o centro de curvatura e o foco do espelho A terá sua imagem localizada a uma distância do espelho correspondente ao triplo da distância focal. 32. As imagens virtuais produzidas pelo espelho A são de tamanho menor que o objeto. Questão 24) A litografia (reproduzida abaixo) do artista gráfico holandês Maurits Cornelis Escher ( ) foi feita observandose a imagem formada sobre a superfície de uma esfera refletora. O desenhista vê uma imagem de quase a totalidade do espaço à sua volta: quatro paredes, chão e teto do recinto em que ele se encontra. Em relação às imagens formadas pelos espelhos esféricos, é correto afirmar que M. C. Escher, litografia, Mão com esfera refletora, 32 x 21,5 cm. 01. espelhos esféricos convexos sempre produzem um aumento do campo visual. 02. as imagens formadas por espelhos esféricos convexos podem ser invertidas, dependendo da distância entre a superfície refletora e o objeto. 04. as imagens formadas por espelhos esféricos convexos são sempre menores que o objeto. 08. as imagens formadas por espelhos esféricos convexos são sempre virtuais. 16. se o observador estivesse olhando para a face côncava de uma calota esférica refletora, a imagem que ele observaria poderia estar invertida, dependendo da distância que a superfície refletora da calota estivesse do objeto. Questão 25) Em relação às imagens formadas por um espelho côncavo, assinale o que for correto. 01. Se o objeto estiver entre o foco e o vértice, a imagem é real, invertida e maior que o objeto. 02. Se o objeto estiver localizado além do centro de curvatura, a imagem é real, invertida e menor que o objeto. 04. Se o objeto estiver sobre o centro de curvatura, a imagem formada é real, direita e de mesmo tamanho que o objeto. 08. Se o objeto estiver entre o centro de curvatura e o foco, a imagem é virtual, direita e maior que o objeto. 16. Se o objeto está localizado no plano focal, a imagem é imprópria. Questão 26) A figura abaixo representa um trem de ondas planas monocromáticas de comprimento de onda de , que se propaga, inicialmente, no meio 1, que é ar. Um experimentador estuda esse trem de ondas com três aparelhos, um deles é um transferidor, o segundo é um aparelho capaz de medir a intensidade luminosa e o terceiro aparelho é capaz de medir a velocidade de propagação desse trem de ondas em qualquer meio. O ângulo de incidência desse trem de ondas planas, medido com relação à normal N, e com a ajuda do transferidor, foi de 45º. O aparelho que mede a velocidade de propagação registrou 0,67c no meio 2, onde c é a velocidade da luz no vácuo. Já o aparelho que mede a intensidade luminosa registrou 0,092I 1 para intensidade luminosa do trem de ondas refletidas, sendo I 1 a intensidade luminosa medida na saída da fonte. Sabendo que o índice de refração do meio 1 é 1,0, é CORRETO afirmar que o índice de refração do meio 2, o ângulo de refração do meio 2, a velocidade de propagação do trem de onda que foi refletido e a intensidade luminosa do trem de onda refratada valem, respectivamente, DADOS: Admita que a velocidade de propagação desse trem de onda no ar seja c. sen(45) 0,700, sen(28,1) 0,469 a) 1,493; 28,1º; c; 0,908I 1 b) 2,493; 28,1º; c; 0,908I 1 c) 1,493; 48,1º; c; 0,908I 1 d) 1,493; 28,1º; 2c; 0,908I 1 e) 1,493; 28,1º; 0,8c; 0,908I 1 Questão 27) Em um anteparo a 40cm de um espelho esférico, formase a imagem de um objeto real situado a 10cm do espelho. Suponha que o objeto real tenha 2cm de altura e assinale o que for correto. 01. O espelho em questão é convexo. 02. A distância focal é de 8cm

5 04. O raio de curvatura do espelho mede a metade da distância focal. 08. A imagem no anteparo mede 10cm de altura. 16. Se um raio de luz incide paralelamente ao eixo principal, ele é refletido em uma direção que passa pelo foco. Questão 28) Analise as figuras. Espelho 1 a) virtual ampliada. b) virtual reduzida. c) real ampliada. d) real reduzida. Questão 30) Na figura, O é um ponto objeto virtual, vértice de um pincel de luz cônico convergente que incide sobre um espelho esférico côncavo E de distância focal f. Depois de refletidos no espelho, os raios desse pincel convergem para o ponto I sobre o eixo f principal do espelho, a uma distância de seu vértice. 4 ( Espelho 2 Espelho 3 ( Considerando válidas as condições de nitidez de Gauss, é correto afirmar que a distância focal desse espelho é igual a a) 150 cm b) 160 cm. c) 120 cm. d) 180 cm. e) 200 cm. Questão 31) Através da imagem abaixo, podemos ver o neurocientista Richard Brown investigando as propriedades da luz e das imagens produzidas em um gigantesco espelho esférico. Com relação à imagem conjugada por esse espelho, podemos concluir que o espelho é ( Em cada uma das figuras se vê um tipo de espelho refletor de imagens. É correto afirmar que os números 1, 2 e 3 correspondem, respectivamente, aos espelhos a) côncavo, plano e convexo. b) côncavo, convexo e plano. c) plano, côncavo e convexo. d) convexo, côncavo e plano. e) convexo, plano e côncavo. Questão 29) 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 abaixo. É correto afirmar que o efeito mostrado na ilustração não ocorre na realidade, pois a bola de Natal formaria uma imagem a) convexo, a imagem é invertida e virtual e o neurocientista está situado entre o vértice e o foco desse espelho. b) convexo, a imagem é invertida e real e o neurocientista está situado entre o foco e o centro de curvatura desse espelho. c) côncavo, a imagem é invertida e real e o neurocientista está situado entre o foco e o centro de curvatura desse espelho. d) côncavo, a imagem é invertida e virtual e o neurocientista está situado entre o vértice e o foco desse espelho. TEXTO: 1 - Comum à questão: 32 Quando necessário, utilize as constantes para a água: d = 1,0g/cm 3 c = 1,0cal/g.ºC Quando necessário, adote o valor de 340m/s para a velocidade do som no ar. (Adaptado de Acessado em 25/10/2016.) Questão 32) Um observador O está diante de um espelho plano E. Quatro objetos são colocados nos pontos I, II, III e IV, conforme indicado na figura a seguir: - 5 -

6 Podemos afirmar que o observador em O consegue ver por reflexão no espelho plano E os objetos localizados: a) Somente no ponto II. b) Somente nos pontos I e II. c) Somente nos pontos I, II e III. d) Somente nos pontos I, II e IV. e) Somente nos pontos II, III e IV. TEXTO: 2 - Comum à questão: 33 Quando necessário, adote os valores da tabela: módulo da aceleração da gravidade: 10 m.s 2 calor latente de vaporização da água: 540 cal.g 1 calor específico da água: 1,0 cal.g 1. ºC 1 densidade da água: 1 g.cm 3 calor específico do cobre: 0,094 cal.g-1. ºC 1 calor latente de fusão do cobre: 49 cal.g 1 temperatura de fusão do cobre: 1083ºC 1cal = 4,0 J 3 sen30º = 0,5 cos30º = 0,8 Questão 33) Considere dois espelhos esféricos, um côncavo e outro convexo, que obedeçam às condições de nitidez de Gauss. Esses espelhos possuem, em módulo, a mesma distância focal. De um objeto situado a uma distância P 1 da superfície refletora do espelho convexo, é conjugada uma imagem cujo aumento linear transversal é igual a ¾. Determine o módulo da relação P 2/P 1, para que, quando esse mesmo objeto estiver distante P 2 da superfície refletora do espelho côncavo, seja obtido o mesmo aumento linear em módulo. a) 1 b) 3 c) 4 d) 7 GABARITO: 1) Gab: A 2) Gab: 04 3) Gab: B 4) Gab: D 5) Gab: 24 6) Gab: 25 7) Gab: C 8) Gab: E 9) Gab: B 10) Gab: C 11) Gab: C 12) Gab: C 13) Gab: B 14) Gab: A 15) Gab: C 16) Gab: d = 0,8 m e x = 0,15 m 17) Gab: D 18) Gab: A 19) Gab: P = f i f i 4,0cm o P ) Gab: A 21) Gab: D 22) Gab: E 23) Gab: 19 24) Gab: 29 25) Gab: 18 26) Gab: A 27) Gab: 18 28) Gab: E 29) Gab: B 30) Gab: C 31) Gab: C 32) Gab: E 33) Gab: D - 6 -