Disciplina: FÍSICA 3º Trimestre Ensino Médio

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1 Disciplina: FÍSICA 3º Trimestre Ensino Médio Nome: Nº.: Série: 2ª Turma: Data: /08/2012 Professora BERENICE HELENA WIENER STENSMANN Assunto: Revisando polígrafos 08,09 e 10 (COM GABARITO) Exercícios sobre óptica geométrica 1) Qual a distância até a Terra, expressa em quilômetros, de um astro situado a 15 anos-luz? Resposta: 1,419x10 14 km Centauro. Tal planeta dista 4,3 anos-luz da Terra. Com muito boa vontade, suponha que a nave dos extraterrestres tenha viajado com a velocidade da luz (3x10 8 m/s), na ida e na volta. Adote 1 ano=3,2x10 7 s. Responda: a) Quantos anos teria durado a viagem de ida e volta do sr. Aretha? Resposta: 8,6 anos (ida e volta) 2) (Unicamp-SP) O sr. P.K. Aretha afirmou ter sido sequestrado por extraterrestres e ter passado o fim de semana em um planeta da estrela Alfa da constelação de b) Qual a distância em metros do planeta à Terra? Resposta: 40,678x10 15 m 4,0678x10 16 m 1

2 3) Em que cores é vista uma bandeira brasileira iluminada por luz monocromática verde? O retângulo: verde O losango: preto O círculo: preto Faixa central e as estrelas: verde 4) Em que cores é vista uma bandeira brasileira iluminada por luz monocromática amarela? O retângulo: preto O losango: amarelo O círculo: preto Faixa central e as estrelas: amarelo 5) Uma câmara escura de orifício apresenta comprimento de 40 cm. De uma árvore de altura 5m obteve-se, no anteparo fosco, uma imagem de altura 25 cm. Determinar a distância da árvore até a câmara. Resposta: 8m 7) O motorista de um carro olha pelo espelho retrovisor interno e vê o passageiro do banco traseiro. Se o passageiro olhar para o mesmo espelho verá o motorista. Qual o princípio da Óptica Geométrica que explica este fato? Princípio da reversibilidade dos raios de luz 8) Uma câmara escura de orifício fornece a imagem de um prédio, que se apresenta com altura de 5,0cm. Aumentando-se de 100m a distância do prédio à câmara, a imagem se reduz para 4,0cm de altura. Determine a distância do prédio à câmara em sua primeira posição. Resposta: 400m 6) Um muro de 2m de altura produz uma sombra de 60 cm. No mesmo instante, um prédio produz uma sombra de 15m. Determine a altura do prédio. Resposta: 50m 9) (UFGO) A formação de sombra evidencia que: a) A luz se propaga em linha reta. b) A velocidade da luz no vácuo não é constante. c) A luz sofre refração. d) A luz é necessariamente fenômeno de natureza corpuscular. 2

3 10) Duas fontes de luz emitem feixes que se interceptam. Após o cruzamento dos feixes: a) Há reflexão do feixe menos intenso. b) Há reflexão do feixe mais intenso. c) Há refração do feixe mais intenso. d) Há refração do feixe menos intenso. e) Os feixes continuam sua propagação como se nada tivesse acontecido. mostrada na figura. Em qual das opções a seguir é mais bem representada a figura que efetivamente se observa sobre o anteparo? (nas opções, as partes densamente listradas correspondem às regiões de sombra, e as esparsamente listradas correspondem às regiões de penumbra e as sem linhas, às regiões iluminadas pelas duas fontes F e F.) 11) (U.E.Londrina-PR) Durante um eclipse solar, um observador, a) No cone de sombra, vê um eclipse parcial. b) Na região da penumbra, vê um eclipse total. c) Na região plenamente iluminada, vê a Lua eclipsada. d) Na região da sombra própria da Terra, vê somente a Lua. e) Na região plenamente iluminada, não vê o eclipse solar. 12) (Cesgranrio-RJ) um disco fino e opaco é iluminado por duas fontes pontuais, F e F, simetricamente dispostas em relação ao eixo de rotação do disco. Do outro lado do disco e paralelamente a ele, coloca-se um anteparo plano e opaco na posição 3

4 13) (F.M.Santa Casa-SP) O orifício de uma câmara escura está voltada para o céu, numa noite estrelada. A parede oposta ao orifício é feita de papel vegetal translúcido. Um observador que está atrás da câmara, se olhasse diretamente para o céu, veria o Cruzeiro do Sul conforme esquema I. Olhando a imagem no papel vegetal, por trás da câmara, o observador vê o cruzeiro conforme o esquema: 14) Com três patinadores, colocados entre dois espelhos planos fixos, um diretor de cinema consegue uma cena onde são vistos, no máximo 24 patinadores. Qual o ângulo entre os espelhos? Sabe-se que o ângulo α é tal que 360/α é um número inteiro. Resposta: 45º 4

5 no para-choque do caminhão, o motorista vê a seguinte imagem: Pode-se concluir que a inscrição pintada naquele para-choque é: 15) Um ponto-objeto P está a 8cm de um espelho plano. Ao transladar, da posição (1) para a posição (2), a imagem de P se desloca de P 1 a P 2. Calcule a distância D entre P 1 e P 2. Resposta: 12 cm 16) (Fuvest-SP) Através do espelho plano retrovisor, um motorista vê um caminhão que viaja atrás do seu carro. Observando certa inscrição pintada 17) (UECE) Um espelho plano E está fixo em uma parede vertical, de modo que sua borda inferior dista 50cm do piso, conforme mostrado na figura. A que altura mínima sobre o piso deve estar o olho do observador, para que ele possa ver seus pés no espelho? a) 50 cm b) 100 cm c) 150 cm d) 160cm e) Impossível determinar Resolução: h/2x=50/x h= 100 cm 5

6 x x 18) (PUC-RJ) Quais dos objetos A, B, C, D e E são vistos pelo observador P ao olhar para o espelho plano esquematizado. 19) (Unicamp-SP) Dois espelhos planos e quase paralelos estão separados por 5,0m. Um homem se coloca de frente a um dos espelhos, a uma distância de 2,0m. Ele observa uma sequência infinita de imagens, algumas de frente e outras de costas. Faça um esquema mostrando o homem, os espelhos e as quatro primeiras imagens que o homem vê. Desenhar a) A, B, C, D e E. b) A, E e B. c) A, B e C. d) B, C e D. e) C, D e E. 6

7 20) (VUNESP-SP) O olho de um observador está na posição O e três pequenos objetos estão nas posições A, B e C, conforme a figura. DE é um espelho plano. Nessas condições, pode-se afirmar que: 21) (Fuvest-SP) A figura F indica um ladrilho colocado perpendicularmente a dois espelhos planos, que formem um ângulo reto. Assinale a alternativa que corresponde às três imagens formadas pelos espelhos. a) O observador pode ver sua imagem no espelho. b) O observador não pode ver nenhuma das imagens dos objetos. c) O observador poderá ver as imagens de todos os objetos. d) O observador poderá ver as imagens dos objetos B e C. e) O observador só poderá ver a imagem do objeto B. 7

8 22) (FATEC-SP) Antônio está de pé, fixo, diante de um espelho plano vertical; a distância entre ambos é 2,5m. Antônio observa sua imagem, Benedito empurra o espelho em direção a Antônio; a distância entre Antônio e o espelho diminui para 1,5m. a) A distância de Antônio à sua imagem diminui de 2,0m. b) A altura da imagem de Antônio diminui. c) A distância de Antônio à sua imagem diminui de 1,0m. d) O ângulo visual da imagem de Antônio diminui. e) Nenhuma resposta anterior. 23) (Cetef-PR) Dois espelhos planos fornecem de um objeto 11 (onze) imagens. Logo, podemos concluir que os espelhos podem formar um ângulo de: a) 10º b) 25º c) 30º d) 36º e) 72º 24) (F. Carlos Chagas-SP) Considere dois espelhos planos E 1 e E 2, ortogonais entre si, e um objeto P, conforme esquema. Nessa situação, formam-se três imagens do ponto P. As distâncias entre o ponto P e as imagens são, em centímetros, iguais a: a) 6, ,0 b) 6,0-8,0-14,0 c) 12,0-16,0-20,0 d) 12,0-16,0-28,0 e) 12,0-16,0-16,0 25) (FURG-RS) Uma criança é colocada em frente a um grande espelho plano, a 40cm dele. A imagem da criança que o espelho forma: I) É real. II) É maior do que a criança. III) Encontra-se a 40cm atrás IV) do espelho. Situa-se na superfície do espelho. V) É criada pela refração da luz. Quais afirmativas estão corretas? a) Apenas III b) Apenas I e IV. c) Apenas IV e V d) Apenas I, II e V. e) Apenas II, III e V. 8

9 26) (Faap-SP) A respeito de um espelho convexo, sendo o objeto real, pode-se afirmar que: a) Forma imagem direita e diminuída. b) Não forma imagem diminuída. c) Suas imagens podem ser projetadas sobre anteparos. d) Forma imagens reais. e) Suas imagens são mais nítidas que as dadas pelo espelho plano. 27) (UEL PR) A imagem de um objeto formada por um espelho côncavo mede metade do tamanho do objeto. Se o objeto é deslocado de uma distância de 15 cm em direção ao espelho, o tamanho da imagem terá o dobro do tamanho do objeto. Estime a distância focal do espelho e assinale a alternativa correta. a) 0,1cm b) 0, 1 cm c) 10 cm d) 15 cm e) 20 cm 28) (UERJ)As superfícies refletoras de dois espelhos planos, E 1 e E 2, formam um ângulo. O valor numérico deste ângulo corresponde a quatro vezes o número de imagens formadas. Determine. Ângulo= 36º Forma 9 imagens 29) (UESPI) Um lápis de altura 16 cm encontra-se diante de um espelho esférico convexo, com distância focal de valor absoluto 40 cm. A imagem do lápis tem a mesma orientação deste e altura igual a 3,2 cm. A que distância do espelho encontra-se o lápis? a) 10 cm b) 20 cm c) 40 cm d) 140 cm e) 160 cm 9

10 30) (UESPI) Um estudante posiciona um objeto a 1 cm de um espelho esférico côncavo, de distância focal igual a 0,5 cm A imagem que ele observa é: a) real e localizada a 0,5 cm do espelho. b) virtual e localizada a 0,5 cm do espelho. c) real e localizada a 1 cm do espelho. d) virtual e localizada a 1 cm do espelho. e) real e localizada a 2 cm do espelho. 31) (UFAL) Um palito de fósforo, de 8 cm de comprimento, é colocado a 80 cm de distância de um espelho esférico convexo. A imagem do palito possui comprimento de 1,6 cm e a mesma orientação deste. Podese concluir que o valor absoluto da distância focal do espelho vale: a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm e) 50 cm resolução: P =-16cm 32) (UEPG PR)A altura da imagem de um objeto real posicionado diante de um espelho esférico é menor que a altura do objeto. Sobre este fenômeno de reflexão da luz, assinale o que for correto. 01. O espelho pode ser côncavo. 02. O espelho pode ser convexo. 04. A imagem pode ser invertida em relação ao objeto. 08. A imagem pode ser direta em relação ao objeto. 16. O objeto está posicionado entre o foco e o vértice do espelho. Dê a soma das corretas: 15 33) (UNINOVE SP) Para que uma pessoa consiga ver sua imagem direita e reduzida ao se situar frente a um espelho esférico, ela deverá se colocar a) entre o foco e o centro de curvatura do espelho côncavo. b) entre o vértice e o foco do espelho côncavo. c) adiante do centro de curvatura do espelho côncavo. d) entre o foco e o centro de curvatura do espelho convexo. e) em qualquer posição próxima do eixo principal do espelho convexo. 10

11 34) (UEM PR)Em um holofote, a lâmpada é colocada no foco do espelho côncavo para que: a) o feixe transmitido pelo espelho seja constituído de raios paralelos. b) os raios de luz refletidos pelo espelho convirjam para o alvo. c) o feixe transmitido pelo espelho seja mais intenso. d) o feixe refletido forme uma imagem virtual. e) o feixe refletido seja constituído de raios paralelos. 35) (UNIMONTES MG) A figura abaixo representa um espelho esférico côncavo em que a imagem tem uma altura três vezes maior que a do objeto. As posições do objeto e da imagem são, respectivamente, Sabendo que (eq.1) Substituir a eq.1 na eq.2 3p=p+20 P=10cm Então p =30cm (eq.2) 36) (UEG GO) Conforme a ilustração abaixo, um objeto de 10cm de altura move-se no eixo de um espelho esférico côncavo com raio de curvatura R=20 cm, aproximando-se dele. O objeto parte de uma distância de 50cm do vértice do espelho, animado com uma velocidade constante de 5 cm/s. a) 10cm e 20cm. b) 10cm e 30cm. c) 20cm e 30cm. d) 30cm e 40cm. Resolução: Responda ao que se pede. a) No instante t=2 s, quais são as características da imagem formada? Justifique. O objeto real esta antes do centro de curvatura ( a imagem é mnor, real e invertida) 11

12 b) Em qual instante a imagem do objeto se formará no infinito? Justifique. No instante em que o objeto encontra-se no foco. ( em 8s o objeto desloca-se 40 cm e fica no foco) ) c) No instante t=7 s, qual é a posição e tamanho da imagem formada? Justifique. No instante 7s o objeto encontra-se 15 cm do espelho. Temos: P = 30cm P=15cm O tamanho da imagem é duas vezes maior. 37) (UFPB) A figura abaixo mostra dois espelhos planos, E 1 e E 2, que formam um ângulo de 140º entre eles. Um raio luminoso R 1 incide e é refletido no espelho E 1, de acordo com a figura abaixo. Nessa situação, para que o raio refletido R 2 seja paralelo ao espelho E 2, o ângulo de incidência de R 1 no espelho E 1 deve ser de: a) 20º b) 30º c) 40º d) 50º e) 60º 38) (UFTM) Ao utilizar-se da equação do aumento linear transversal, um aluno encontrou, como resultado do posicionamento de um objeto real colocado sobre o eixo principal e à frente da superfície refletora de um espelho esférico, o valor 0,5, para o aumento linear transversal. Podese, em função desse resultado, concluir que o objeto estava posicionado a) além do centro de curvatura de um espelho côncavo. b) além do centro de curvatura de um espelho convexo. c) entre o foco e o vértice de um espelho convexo. d) entre o foco e o vértice de um espelho côncavo. e) entre o centro de curvatura e o foco de um espelho côncavo. 12

13 39) (UNESP)Um estudante compra um espelho retrovisor esférico convexo para sua bicicleta. Se ele observar a imagem de seu rosto conjugada com esse espelho, vai notar que ela é sempre a) direita, menor que o seu rosto e situada na superfície do espelho. b) invertida, menor que o seu rosto e situada atrás da superfície do espelho. c) direita, menor que o seu rosto e situada atrás da superfície do espelho. d) invertida, maior que o seu rosto e situada atrás na superfície do espelho. e) direita, maior que o seu rosto e situada atrás da superfície do espelho. 41) (UFRN) A figura 1, abaixo, mostra o esquema de um termostato que utiliza uma lâmina bimetálica composta por dois metais diferentes ferro e cobre soldados um sobre o outro. Quando uma corrente elétrica aquece a lâmina acima de uma determinada temperatura, os metais sofrem deformações, que os encurvam, desfazendo o contato do termostato e interrompendo a corrente elétrica, conforme mostra a figura 2. 40) (UESPI) Ao observar o espelho retrovisor do carro que dirige, um motorista vê a imagem direita e reduzida de uma moto. Sabe-se que o espelho usado no carro é esférico. Denotando por D m a distância da moto ao espelho, e por D i, a distância da imagem ao espelho, podemos afirmar que o espelho é: a) convexo e D i < D m. b) côncavo e D i < D m. c) convexo e D i > D m. d) côncavo e D i > D m. e) convexo e D i = D m. Exercícios de Dilatação Térmica A partir dessas informações, é correto afirmar que a lâmina bimetálica encurva-se para cima devido ao fato de a) o coeficiente de dilatação térmica do cobre ser maior que o do ferro. b) o coeficiente de dilatação térmica do cobre ser menor que o do ferro. c) a condutividade térmica do cobre ser maior que a do ferro. 13

14 d) a condutividade térmica do cobre ser menor que a do ferro. 42) (UFG GO)No verão, na cidade de Goiânia, há uma variação de temperatura entre o dia e a noite de aproximadamente 20 ºC. Um morador da cidade aproveita a baixa temperatura da noite para abastecer seu automóvel, e o faz até completar o tanque de 50 litros. Esse automóvel permanece desligado até às 12 horas do outro dia quando a temperatura está alta. Sabe-se que a gasolina possui coeficiente de dilatação volumétrica de 1, ºC 1. Desprezando a dilatação do tanque de combustível e considerando as condições expostas, calcule o volume de gasolina que transbordará pelo suspiro do tanque do carro desse morador. 90 ºC. O coeficiente de dilatação volumétrica do recipiente é = 4, ºC 1. Sabendo que houve um transbordamento de 20 cm 3 do líquido, o coeficiente de dilatação da substância líquida é de a) 2, ºC 1 b) 5, ºC 1 c) 6, ºC 1 d) 6, ºC 1 e) 1, ºC 1 Resposta: 1 litro 43) - (ESPCEX) Um estudante de Física, desejando medir o coeficiente de dilatação volumétrico de uma substância líquida, preenche completamente um recipiente de 400 cm 3 de volume interno com a referida substância. O conjunto encontra-se inicialmente à temperatura de equilíbrio t 1 = 10 ºC e é aquecido até a temperatura de equilíbrio t 2 = 44) (UFRGS)Qualitativamente, os gráficos V 1, V 2 e V 3, apresentados abaixo, propõem diferentes variações de volume com a temperatura para uma certa substância, no intervalo de temperaturas de 2ºC a 6ºC. Do mesmo modo, os gráficos D 1, D 2 e D 3 propõem diferentes variações de densidade no mesmo intervalo de temperaturas. 14

15 V 1 D 2 V 2 D 3 V 3 Dentre esses gráficos, selecione o par que melhor representa, respectivamente, as variações de volume e de densidade da água com a temperatura, à pressão atmosférica, no intervalo de temperaturas considerado. D 1 a) V 1 e D 1 b) V 2 e D 3 c) V 2 e D 1 d) V 2 e D 2 e) V 2 e D 1 45) (UNIMONTES MG)Um posto de distribuição de combustível recebeu 5000 l de gasolina num dia em que a temperatura era 35 º C. Com a chegada de uma frente fria, a temperatura ambiente baixou para 15 º C, assim permanecendo até que toda a gasolina fosse vendida. Sabendo-se que o coeficiente de 15

16 -1 dilatação da gasolina é 1,1x 10-3 º C, o prejuízo, em litros, sofrido pelo dono do posto é igual a a) 500 l. b) 110 l. c) 300 l. d) 225 l. 46) (UFPE)Em uma chapa metálica é feito um orifício circular do mesmo tamanho de uma moeda. O conjunto (chapa com a moeda no orifício), inicialmente a 25 ºC, é levado a um forno e aquecido até 225 º C. Após o aquecimento, verifica se que o orifício na chapa ficou maior do que a amoeda. Dentre as afirmativas abaixo, indique a que está correta: a) o coeficiente de dilatação da moeda é maior do que o da chapa metálica. b) o coeficiente de dilatação da moeda é menor do que o da chapa metálica. c) o coeficiente de dilatação da moeda é igual ao da chapa metálica, mas o orifício se dilatou mais porque a chapa é maior que a moeda. d) o coeficiente de dilatação da moeda é igual ao da chapa metálica, mas o orifício se dilatou mais porque o seu interior é vazio. e) nada se pode afirmar sobre os coeficientes de dilatação da moeda e da chapa, pois não é dado o tamanho inicial da chapa. 47) (UERGS)A dilatação de sólidos, líquidos e gases é um fenômeno relacionado à variação da temperatura e tem muitas aplicações no dia-a-dia das pessoas. Sobre dilatação, é correto afirmar que: a) O volume de 1 kg de água é maior a 4 C do que a 2 C. b) O volume de 1 kg de água é menor a 4 C do que a 2 C. c) O tamanho de um furo em uma placa metálica diminui quando esta é aquecida. d) O volume de água, a 0 C, resultante do derretimento de um cubo de gelo, a 0 C, é maior que o volume do cubo de gelo original. e) As unidades dos coeficientes de dilatação linear, superficial e volumétrica são, respectivamente, C/m, C/m² e C/m³. BOM TRABALHO 16