( ) 2. E onde Q e E são diretamente proporcionais entre si F d = m v2. E = m v v. E = m v2. - m v 2 2. m v DE =

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1 FÍS 4A Aula Resposta: Alternativa a DE = m v x = 3000 DE = m v E = Logo: E = x - m v x = - - m v DE = Resposta: Alternativa c F d = m v - 0 d = m v F equação 1 ( ) F d' = m v 4 m v d' = F d' d = 4 m v F m v F d = 4 d Resposta: Alternativa c Entre dois corpos, o de maior quantidade de movimento terá maior energia cinética, veja a seguir: E = m v E = m v v Mas Q = m v logo: Q v E onde Q e E são diretamente proporcionais entre si Resposta: Alternativa d E A = 1 6 = 18J E B = 4 = 16J 10.05

2 Resposta: alternativa e E = m v v 8100 v = 90 m/s 900 v = Resposta: Alternativa E = m v E = 100J 0,0 100 E = Resposta: Alternativa d O atleta gasta energia vencendo forças resistivas ao seu movimento, tal energia, é retirada da força muscular do atleta Resposta: Alternativa b Se a terceira força atuar numa direção perpendicular ao movimento do corpo, ela não realizaq trabalho e a velocidade não pode variar Resposta: Alternativa e = E = t = m v = J t = Resposta: Alternativa e E energia cinética é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade, portanto, se a velocidade dobra, a energia cinética quadruplica Resposta: Alternativa d = E t = m v = = J - m v t = 10.1 Resposta: Alternativa b 1 4 -

3 E A E B = m v A m v B = v A v B E A E B = 0 30 E A E B = Resposta: alternativa d = E F d = E E = 8 4 E = 3 J Resposta: alternativa a E energia cinética é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade, portanto, o gráfico é uma função crescente e não pode ser uma reta, deve ser uma parábola Resposta: alternativa e F = m a F = 80 1 F = 80 N O trabalho é igual a variação da energia cinética: = E = E E = J EFINAL = J Resposta: alternativa = E = t = m v F d = F 8 = F = N - m v 0 0,5 10 0, Resposta: alternativa a

4 A variação da energia é numericamente igual a área do gráfico: æ DE = ö ç è ø 4 E = 44 J DE = m v v = 144 v = 1 m/s - m v 0 44 = v Resposta: alternativa a F = m a 8 = 4 a a = m/s Calculando a velocidade final em t = s v = v0 + a t v = v = 4 m/s Cálculo da energia cinética: 4 4 E E = 3 J O deslocamento: E = 3 = F d 3 = 8 d d = 4 m Resolução: a) Na figura vemos que a componente horizontal da força vale 3 N = F d = 3 = 6 J b) Cálculo da energia em Q E = E 4 = 6 E = 10 J 10.0 Resolução: = E Fm d = Efinal Einicial F m d = - m v 0 F m 0,18 = - 0,0 40

5 F m = ,36 Fm = 300 N Fis 4A Aula Resposta: alternativa d A água no reservatório tem energia potencial e, ao descer pela tubulação adquire energia cinética. A água ao passar pela turbina causa sua rotação (energia cinética), e tal rotação converte no gerador energia cinética em energia elétrica Resposta: alternativa c Com a corda esticada, o arco armazena energia potencial elástica, que, imediatamente após o disparo é transformada em energia cinética Resposta: alternativa a A energia 1 está associada ao giro do motor portanto é cinética, a energia é a que foi convertida em eletricidade no gerador Resposta: alternativa d Ep = m g h Ep = Ep = 800 J Resposta: alternativa a E p = k x Ep = 1 J 00 0,1 E p = Resposta: alternativa e O trabalho das forças conservativas faz com que a energia potencial do corpo varie, pois ela se transforma em energia cinética e vice-versa Resposta: alternativa c

6 A energia potencial elástica depende da constante elástica da mola e de quanto ela está fora de sua posição de equilíbrio Resposta: alternativa d Se o trabalho é positivo o movimento desse corpo é vertical para baixo, portanto espontâneo Resposta: alternativa c Na corrida a energia associada é a cinética, no decorrer da subida, a energia cinética vai sendo transformada em potencial gravitacional e potencial elástica, e, na queda, o atleta têm as energias cinética e potencial gravitacional Resposta: alternativa b A energia fornecida pela pessoa é exatamente igual à energia potencial da maçã quando ela atinge a altura de 1 m. Ep = P h Ep = 1 1 Ep = 1 J Resposta: alternativa c p = - Ep p = - 40 J 11.1 Resposta: alternativa b No equilíbrio F = P k x = m g k 0,04 = 0, 10 k = 50 N/m Resposta: alternativa d Como o ciclista está descendo a ladeira, sua altura está diminuindo, portanto, sua energia potencial gravitacional está diminuindo Resposta: alternativa c Encontrando a constante elástica da mola: F = k x 00 = k 0,1 k = 000 N/m

7 E p = k x 000 0, E p = Ep = 40 J Resposta: alternativa c Força peso e força elástica de uma mola ideal são forças conservativas. Na força de atrito estático o corpo fica em repouso, portanto não há dissipação de energia Resposta: alternativa e A energia potencial total da bola no instante inicial é: Ep = m g h Ep = Ep = 100 J Se a bola perdeu no choque 8 J, ela converterá em energia potencial gravitacional 7 J, podendo alcançar a altura de: Ep = m g h 7 = 1 10 h h = 7, m Resposta: alternativa b Inicialmente transformamos 400 kcal em joule: ,19 = J Estimando que um homem de porte médio tenha 80 kg: Ep = m g h = h h = 394 m por aproximação o morro pode ter 3000 m Resposta: alternativa a Primeiramente verificamos o qunto a mola saiu da posição de equilíbrio: F = k x 30 = 50 x x = 0,6 m A energia acumulada na mola é: E p = k x Ep = 9 J 50 0,6 E p = Resolução: a) Se a energia potencial de um corpo aumenta, tal corpo está sendo elevado, portanto o movimento é forçado, pois o corpo sobe mediante ação de uma força aplicada sobre ele.

8 b) Quando a energia potencial diminui o corpo está diminuindo sua altura, tal movimento é espontâneo, o trabalho é considerado motor Resolução: A altura que o homem sobe é dada pelo produto entre a altura de cada degrau e a quantidade de degraus: h = 0 0,15 h = 3m A energia é: Ep = m g h Ep = Ep = 400 J Fis 4A Aula Resposta: alternativa a Inicialmente com a queima da parafina, tem-se energia resultante de um processo químico de combustão, a extremidade mais elevada da vela possui maior energia potencial e com a diminuição de peso da extremidade mais baixa, a energia potencial será transformada em cinética num ciclo inverso e repetitivo. 1.0 Resposta: alternativa a Segundo Lavoisier a energia não pode ser criada, nem destruída, apenas convertida de uma forma em outra Resposta: alternativa b As usinas hidrelétricas retém água para ter energia potencial que será transformada em energia cinética para movimentar as turbinas e, no gerador, obter a forma final de energia que é de natureza elétrica Resposta: alternativa d EM = EP + EC EM = EM = 800 J 1.05 Resposta: alternativa a

9 1.06 Resposta: alternativa d A energia mecânica é dada pela soma da energia cinética de um corpo com sua energia potencial, quando a energia cinética é nula, a energia mecânica é igual a energia potencial Resposta: alternativa d EM = EP + EC EM = EM = 70 J 1.08 Resposta: alternativa d EM = EP + EC E M = m g h + m v E M = EM = EM = 45 J 1.09 Resposta: alternativa e Para todos os participantes, existe a conversão de energia mecânica em energia térmica de forma que ocorra a conservação total da energia desse sistema Resposta: alternativa d 1. A velocidade é constante no plano horizontal, a energia mecânica não varia.. O corpo desce o plano inclinado, sua energia potencial diminui, como a velocidade permanece constante concluímos que a energia mecânica está diminuindo. 3. Um corpo é empurrado no plano horizontal até parar, a energia cinética diminui e, sendo assim a energia mecânica também. 4. Um corpo mantido em repouso sobre o plano horizontal, não sofre alteração de sua energia. 5. No plano horizontal, quando a velocidade aumenta, a energia cinética aumenta e, como consequência a energia mecânica Resposta: alternativa c Se a velocidade é constante a energia cinética não varia.

10 1.1 Resposta: alternativa b EMA = EMB + AT ECA + EPA = EMB + AT = 16 + AT AT = - J 1.13 Resposta: alternativa d AT = EMB - EMA AT = ECB + EPB - ECA - EPA t AT = m v B + m g h - m v A - m g h 0,5 6 0,5 t AT = + 0, , AT = AT = - 7 J 1.14 Resposta: alternativa c AT = EMB - EMA AT = ECB + EPB - ECA - EPA t AT = m v B t AT = 10 AT = AT = J + m g h - m v A - m g h Resposta: alternativa e

11 Determinando a altura h que o corpo subiu: h sen30º h = 0,5 = 1 m AT = EMB - EMA AT = ECB + EPB - ECA - EPA t AT = m v B t AT = 1 0 AT = AT = - 8 J + m g h - m v A - m g h Resposta: alternativa c Quando um corpo desce um plano inclinado com velocidade constante, a soma das forças aplicadas ao corpo é nula, sendo assim, a força de atrito tem a mesma intensidade que a componente tangencial do peso, e, desse modo a soma dos trabalhos realizados por tais forças será nulo Resposta: alternativa b AT = EMB - EMA AT = ECB + EPB - ECA - EPA t AT = m v B + m g h - m v A - m g h 0,1 4 0,1 0 t AT = + 0, ,1 10 AT = 0,8 - AT = - 1, J 1.18 Resposta: alternativa d

12 Distância percorrida na rampa: sen30º = 10 d d = 10 0,5 d = 0 m Ao longo da rampa como a velocidade era constante: F = AT + P F = AT + P F d = AT + P h 71 0 = AT AT = AT = 40 J Transformando em caloria: AT = 100 cal 1.19 Resolução: EC = F - P m v = F h - P h v = 38-0 v = v = 36 v = 6 m/s 1.0 Resolução: O trabalho realizado sobre um corpo por forças não conservativas pode ser motor, quando o trabalho é positivo e resistente quando o trabalho é negativo. Se, o trabalho das forças não conservativas é igual à variação da energia mecânica do corpo, quando o trabalho é resistente a energia mecânica diminui e, quando é motor a energia mecânica aumenta. FÍS 3C - AULA

13 U E r i 100 E 5 E 90 V P U i P W T T Alternativa c) 10.0 Quando o motor trava, nenhuma energia é transformada em mecânica (força contraeletromotriz nula), sendo totalmente transformada em calor na resistência interna. Por este fato o motor corre o risco de queimar-se. Alternativa b) O gráfico 1 é característico de um gerador, portanto representa a bateria; o gráfico é característico de um receptor, portanto representa o ventilador; o gráfico 3 é o de um resistor e, portanto, representa o chuveiro. Alternativa a) Os receptores de eletricidade transformam energia elétrica em energia não elétrica, desde que não exclusivamente em calor (neste caso seria um resistor). Alternativa e) A pilha se descarregando representa um gerador elétrico. Demais itens representam receptores. Alternativa d) As equações características para cada elemento são: Resistor: U R i ( o gráfico U x i é um segmento de reta inclinado passando pela origem, conforme mostrado em I);

14 Gerador: U E r i (o gráfico U x i é um segmento de reta inclinado e decrescente, a partir de um valor positivo, conforme mostrado em II). Receptor: U E r i ( o gráfico U x i é um segmento de reta inclinado e crescente, a partir de valor positivo, conforme mostrado em III). Alternativa a) U E r i 10 E 10 E 100 V Alternativa c) U E r i 440 E 5 0, 4 E V Alternativa d) U E r i U U 00 V E 100 η η U 00 0,5 ou 50% Alternativa e) E E η 0,6 E 0, V U 80 Alternativa c) Quando i = A, U = V, e quando i = 4 A, U = 4 V. Substituindo esses valores na equação do receptor:

15 E r (1) 4 E r 4 () () (1): r r 1 Ω Voltando em ( 1 ): E 1 E 0 V Alternativa c) 10.1 De acordo com o gráfico, U = 30 V para i = A e U = 50 V para i = 7 A. Substituindo esses valores na equação do receptor, tem-se: 30 E r (1) 50 E r 7 () Fazendo a operação () ( 1 ), tem-se: 0 5 r r 4 Ω. Voltando em ( 1 ): 30 E 4 E V. Alternativa d) Para o receptor: 10 U E r i 0 10 r 10 r 1 Ω 10 Para o gerador: 0 E r 10 (1) 0 E r 0 () Fazendo a operação (1) ( ): 0 10 r r Ω. Voltando em (1): 0 E 10 E 40 V. Alternativa d) a) Incorreta. Neste caso, U E r i U Diferente, portanto de 100 V. b) Incorreta. U E r i U V. Diferente, portanto, de 100 V.

16 c) Incorreta. R Ω. Assim, U R i V. eq eq 150 d) Correta. Req 50 Ω. Assim, U R i U V eq. 3 e) Incorreta. Alternativa d) U E r i r i r i 10 Pd r i Pd r i i 0 10 i i A r i 10 r 10 r 5 Ω Alternativa a) De acordo com o gráfico, U = 100 V para i = A e U = 130 V para i = 8 A. Substituindo esses valores na equação do receptor, tem-se: 100 E r (1) 130 E r 8 () Fazendo a operação () ( 1 ), tem-se: 30 6 r r 5 Ω. Voltando em ( 1 ): 100 E 5 E 90 V. A equação do receptor é, então: U E r i U 90 5 i Alternativa d) Nessa situação, a tensão fornecida pelo gerador é igual á tensão recebida pelo receptor: U U E r i E r i i 90 5 i ger rec ger ger rec rec 10 i 60 i 6 A Voltando na equação do receptor: U E r i U U 10 V O rendimento é: E 90 η η 0, 75 ou 75 % U 10

17 Alternativa c) U E r i U U 110 V Quando o motor é travado, E = 0. Assim: U E r i 110 i i 55 A Alternativa d) P U i i i 8 A a) t d d P r i P W b) U E r i 00 E 10 8 E 10 V c) E 10 η η 0,6 ou 60 % U Quando gerador e receptor são interligados, a tensão fornecida pelo primeiro é igual à tensão recebida pelo segundo, o que ocorre para i = A e U = 60 V. Para o gerador, E = 100 V e U = 60 V quando i = A. Assim, sua resistência interna e rendimento são: U E r i r r 40 r 0 U 60 η η 0,6 ou 60 % E 100 Ω Para o receptor, E = 40 V e U = 60 V quando i = A. Assim, sua resistência interna e rendimento são: U E r i r r 10 Ω E 40 η η 0, 67 ou 67 % U 60 FÍS 3C - AULA a) Correta. O amperímetro deve ser ligado em série com a lâmpada, portanto está corretamente conectado.

18 b) Incorreta. A leitura do amperímetro na conexão é igual á da conexão 1, pois nas duas situações eles estão ligados em série. c) Incorreta. Na conexão 3, o amperímetro está ligado em paralelo com a lâmpada, maneira incorreta de medir a corrente, que será praticamente toda desviada para o amperímetro e não circulará pela lâmpada. d) Incorreta. Assim como na conexão 3, na conexão 4 o amperímetro foi ligado em paralelo com a lâmpada, e praticamente não circulará corrente pela lâmpada. e) Incorreta. As conexões 1 e são equivalentes, e fornecem a mesma leitura de corrente. Alternativa a) 11.0 a) Correta. Com o circuito desligado, o voltímetro indica a própria f.e.m. da bateria, ou seja, E = 4,5 V. Tem-se então: U E r i 4, 4,5 r 4 4 r 0,3 r 0, 075 Ω Ω b) Incorreta. O voltímetro ideal possui resistência interna infinita. c) Correta. Nas pilhas comums as perdas de energia são maiores em comparação com as perdas nas pilhas alcalinas. d) Correta. Com o circuito desligado, o voltímetro indica a própria f.e.m. da bateria, ou seja, E = 4,5 V. e) Correta. A perda de energia ocorre na resistência interna. Alternativa b) a) Incorreta. Com a chaves 1 e abertas, somente a lâmpada L não acende, pois não é percorrida por corrente elétrica. b) Incorreta. Com a chave fechada, a lâmpada L3 fica em curto-circuito e não acende. c) Incorreta. Neste caso L1 e L ficam em paralelo e a resistência do circuito é R/. Assim, a leitura no amperímetro é U / (R / ) U / R.

19 d) Incorreta. Neste caso, L1 e L ficam em paralelo, e seu equivalente em série com L3. A resistência do circuito é R/ + R = 3R/, e a leitura do amperímetro é U/(3R/)= U/3R. e) Correta. Com a chave 1 aberta e a chave fechada, somente L1 é percorrida por corrente elétrica. Assim, a resistência do circuito é R e a leitura do amperímetro é igual a U/R. Alternativa e) Os amperímetros medem corrente elétrica e os voltímetros medem tensão elétrica. Alternativa a) Nas medições elétricas, deve-se ligar o amperímetro em série e o voltímetro em paralelo ao trecho em que se deseja fazer a mediação. Alternativa c) U 50 i i 5 A R 10 Alternativa d) U 50 i i 5 A R 10 Alternativa d) i A ; U R i U 10 0 V 10 10

20 Alternativa c) O circuito é uma ponte de Wheatstone equilibrada, já que Desta forma, i = 0. Alternativa a) Q é um amperímetro, já que está ligado em série com R. P é um voltímetro, pois está ligado em paralelo com R. Alternativa d) Os amperímetros 1 e fornecem a mesma leitura (A1 = A). Ambos medem a corrente total no circuito. O voltímetro 1 lê a tensão fornecida pela bateria, e o voltímetro a tensão sobre a lâmpada. Como os instrumentos são ideais e não há outros elementos no circuito, V1 = V. Alternativa a) 11.1 O amperímetro deve ser associado em série e o voltímetro em paralelo com a lâmpada (ou com o gerador, já que a tensão fornecida pelo gerador é igual à tensão sobre a lâmpada), conforme na figura. Para que a tensão sobre a lâmpada seja 9 V, a força eletromotriz deve ser maior que 9 V, já que há perdas na resistência interna. Alternativa b) U 36 Leitura do amperímetro: Req 1 18 Ω ; itotal itotal A R 18 eq Leitura do voltímetro: i U R U V Alternativa c)

21 11.14 Leitura do amperímetro: 40 ΣE ΣR i 40 (1 5 4) i i 4 A 10 Leitura do voltímetro: U R i U V Alternativa e) U 40 Req 1 Ω i i 0 A R eq Alternativa b) Req 51 Req Ω U 10 i i A R 60 ; total total eq UR1 R1 itotal UR V. A tensão medida pelo voltímetro é a tensão sobre o resistor R, que é igual à tensão da bateria menos a tensão sobre R 1: Alternativa b) Uvolt V O circuito é uma ponte de Wheatstone equilibrada, portanto i 3 = 0 A. 0 Cálculo de i 1: i A. 0 Cálculo de i : i 8 A. Alternativa d) 11.18

22 O circuito é uma ponte de Wheatstone equilibrada, portanto não circula corrente pelo resistor entre os pontos B e C. Assim, tem-se dois pares em paralelo de dois resistores em série. Assim: 0 RS Ω ; Req 10 Ω. A corrente total no circuito é então: U 0 i i A. R 10 eq Alternativa a) Considerando que cada cm do fio possui resistência R, tem-se na condição de equilíbrio: 3 3 4, x 75 R 4, R x 1, 6 10 Ω 1, 6 kω ,5 Para a lâmpada: P U i 1,5 6 i i 0, 5 A 6 Como a bateria fornece 36 V e a tensão sobre a lâmpada é de 6 V, a tensão sobre os resistores é de 36 6 = U V. O resistor equivalente vale então: Req Req 10 Ω. Para que se obtenha esse i 0,5 40 valor de resistência, os resistores devem ser associados em paralelo ( RP 10 Ω ), conforme mostra a figura a seguir: FÍS 3C - AULA

23 O voltímetro deve ser ligado em paralelo com R, e o amperímetro deve ser associado em série, conforme circuito da alternativa b). Alternativa b). 1.0 As figuras estão erradas devido ao princípio da conservação da carga elétrica: o somatório das correntes que chegam num nó deve ser igual ao somatório das correntes que saem deste nó. Assim, não é possível haver somente correntes entrando ou saindo de um nó. Alternativa a) 1.03 Na primeira e na terceira montagem as lâmpadas devem estar associadas em paralelo, já que a queima de uma ou mais não deve afetar o funcionamento da(s) outra(s) ; na segunda montagem, as lâmpadas devem estar associadas em série, já que a queima de uma faz com que as outras apaguem, devido à interrupção da passagem da corrente elétrica. Alternativa d) 1.04 A primeira lei de Kirchhoff (lei dos nós) está relacionada com o princípio da conservação da carga elétrica; a segunda lei de Kirchhoff (lei das malhas) está relacionada com o princípio da conservação da energia. Alternativa d) 1.05 Σi Σi 8 i 3 i 5 A chegam saem Alternativa b) 1.06 O fato descrito é a lei das malhas, uma conseqüência do princípio da conservação da energia.

24 Alternativa b) 1.07 Σi Σi i i i i 0, 6 0,3 0, 6 i i 1,5 A chegam saem Alternativa c) 1.08 i i i1 6 4 i i A U R i V ; U U 40 V U R i 40 R R 0 Ω Alternativa a) ΣE ΣR i 1 9 ( 4) i i A. O sentido da corrente é o horário (sentido 6 da corrente fornecida pelo gerador de 1 V). Alternativa b) ΣE ΣR i (1 1 6 ) i i 3 A 10 P R i P 3 18 W Alternativa c) ΣE ΣR i i i 5 A 10

25 Alternativa e) 1.1 UXY V Alternativa b) ΣE ΣR i ( ) i i 3 A 10 - Leitura de A1: i = 3 A; - Leitura de V1: U R i U V ; - Leitura de V: U E R i U V. Alternativa a) ΣE ΣR i i i A 10 Alternativa b) 1.15 O resistor de 6 Ω está curto-circuitado pelo amperímetro (que possui resistência nula). A corrente total no circuito é: 7 ΣE ΣR i 1 5 ( 3 ) i i 1 A 7 - Leitura de A1 e A: i = 1 A; - Leitura de V1: U E R i U V - Leitura de V: U E R i U V. Alternativa b) 1.16 Cálculo da corrente total:

26 1 6 ΣE Σ(R i) 1 ( ) itotal 10 0, 6 itotal 1 A 6 Da lei dos nós, i itotal 0,6 i 1 0,6 0,4 A. A tensão sobre o resistor R é igual á tensão sobre o resistor de 10 Ω, que é: U R i U 10 0,6 6 V. Para o resistor R, tem-se: Alternativa c) 6 U R i 6 R 0, 4 R 15 Ω. 0, Da lei dos nós: i i1 i i A. Aplicando a lei das malhas para a malha do lado 60 0 esquerdo: ΣE Σ(R i) R R 5 Ω. 8 Alternativa b) ) Correta Ω R R R R R R 4 eq(1,,3) 1 3 eq(1,,3) eq(1,,3) 4 Req(4,5) Ω. R R R 1 3 Ω eq eq(1,,3) eq(4,5) 0) Incorreta. U 10 P P 5 W R4 R4 R 4 04) Correta U Req i 10 i i 5 A 08) Correta. U R i 15 3 i i 5 A eq 16) Correta. R4 e R5 estão associados em paralelo e, portanto, sujeitos à mesma ddp. Gabarito: 9 (01,04,08,16)

27 1.19 a) i 1 i i 3 i 1 i 1 A b) Para a malha esquerda: ΣE Σ(R i) E R i R i E V o caso: ΣE Σ(R i) 18 E 1, 6 i 18 E 4 i (1) i - o caso: ΣE Σ(R i) 18 E 1, 6 18 E i () 4 6 Fazendo a operação (1) + (): 36 6 i i 6 A. Voltando em (1): 18 E 4 6 E V FIS 4D Aula Resposta: Alternativa e O feixe de luz que vai do ar para a água, deverá fazer o caminho oposto da luz que vai da água para o ar. Veja a figura: 10.0 Resposta: Alternativa d Profundidade real do submarino: P real = P virtual n origem n destino P real = 300 1,5 1

28 Preal = 450 m Altura virtual do helicóptero: H real = H virtual n origem n destino = H virtual 1,5 Hvirtual = 150 m Resposta: alternativa c A imagem é virtual e parece ligeiramente maior em função dos raios luminosos que atravessam o vidro sofrerem desvio lateral. O raio ao adentrar no vidro se aproxima da normal e, assim, a imagem parece estar mais próxima do que realmente está. Veja a figura Resposta: alternativa a Na refração vemos os objetos fora da sua posição real devido o desvio sofrido pela luz Resposta: alternativa d A luz quando atravessa uma lâmina de faces paralelas sofre apenas um desvio lateral, portanto, se ao incidir na lâmina o raio faz um ângulo de 30º com a superfície (60º com a normal) ao emergir fará o mesmo ângulo com a superfície: 30º Resposta: alternativa d Em função da refração que a luz sofre ao passar de um meio de menor índice de refração para um maior, o objeto parece estar mais distante, veja a figura.

29 10.07 Resposta: alternativa b Observando a figura vemos que o raio luminoso ao passar a lâmina sofre reflexão e desvio lateral. Através do desvio lateral sofrido podemos concluir que os meios 1 e 3 têm o mesmo índice de refração Resposta: Alternativa c P real = P virtual n origem n destino 1,30 = P virtual 1,30 1 Pvirtual = 1 m Com a cabeça dentro da água rente à superfície não há alteração nenhuma de posição, pois não está ocorrendo refração da luz, logo P = 1,30 m Resposta: Alternativa c Se fossemos invisíveis também não enxergaríamos, porque os corpos visíveis são justamente os que refletem a luz, a retina precisaria ser opaca e absorve-la para que pudéssemos ter visão Resposta: Alternativa a O sistema constitui o que chamamos de Dioptro Plano. O índice de refração da água é maior que do ar então o cão deve ver o peixe mais próximo do vidro e, por sua vez o vidro vê o cão mais distante da posição real

30 Resposta: Alternativa b Observe na figura o ponto da borda real do círculo A e o ponto imagem virtual A que o observador irá enxergar Resposta: Alternativa c Com o mesmo índice de refração do ar a luz não sofreria alteração nenhuma ao passar por esse novo meio não deixando nenhuma evidência Resposta: 7 ( ) 01. correta, veja os cálculos a seguir: n1 sen 1 = n sen 1 sen 45º = sen senq = 1 = 30º = 180º - = 180º - 60º = 10º 1 = 45º, bastando observar a simetria Resposta: Alternativa b Ângulo de visada: Note que 60º com a superfície corresponde a 30º com a normal. n1 sen 1 = n sen 1 sen 1 = 1,4 sen 30º sen 1 = 1,4 sen 30º sen 1 = 1,4 0,5 1 = 45º Altura da imagem: H real = H virtual n origem n destino

31 1 5,0 = H virtual 1,4 Hvirtual = 7 m Resposta: Alternativa a Sendo lâminas de faces paralelas, o ângulo de refração com a primeira face será o ângulo de refração com a segunda. n1 sen 1 = n sen 1 sen 60º = 3 sen senq = = 30º O ângulo de emergência é igual ao ângulo de incidência (60º), pois o raio sofre apenas desvio lateral Resposta: alternativa Altura da imagem: D real = D virtual n origem n destino,0 = D virtual D virtual = 3 4 Dvirtual = 1,5 m Resposta: Alternativa a P real = P virtual n origem n destino 6,0 = P virtual 1,50 1 Pvirtual = 4 cm A imagem foi aproximada em cm, pois sua posição real era 6 cm e ela parecia estar a somente 4 cm Resposta: alternativa c

32 H real = H virtual n origem n destino 10 = H virtual 1,33 1 D virtual = 10 1,33 Dvirtual = 7,5 m Resposta: Alternativa d Como o artefato é um paralelepípedo, ele pode funcionar como um prisma reto ou como lâmina de faces paralelas. O funcionamento como lente só ocorrem com em objetos transparentes homogêneos com curvatura, e nesse caso, não serviriam aos outros propósitos Resolução: a) c 3 10 n 1,5 v v v = 10 8 m/s 8 b) O máximo deslocamento que se pode ter é determinado pelo ângulo limite, que faz com que o raio luminoso saia da lâmina rasante. Nesse caso, será a própria espessura da lâmina o desvio lateral. Veja a figura Resolução: Inicialmente determinamos o índice de refração no meio : n1 sen 90º = n sen 1 1 = sen senq = 1 = Logo, = 45º Como o ângulo do raio no meio é de 45º, concluímos que a distância DE = 4cm. Agora, determinamos o ângulo da refração no meio 3: n sen 45º = n3 sen 3 = senq 3

33 senq 3 = 1 Logo, 3 = 30º No triângulo CEF podemos calcular EF tan30º = EF = EF 3 EF = 1 Sendo assim DF = DE + EF DF = DF = 5 cm Fis 4D Aula Resposta: alternativa b Toda imagem formada pelo prolongamento de raios refratados é virtual Resposta: alternativa c O prisma pode decompor a luz branca nas luzes monocromáticas vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta. Entretanto, o mesmo prisma pode recompor as luzes monocromáticas em uma luz policromática branca.

34 11.03 Resposta: alternativa c A luz vermelha é a que sofrerá o menor desvio no interior do prisma (menor índice de refração), ao passo que o violeta é a que mais se desvia Resposta: alternativa a O índice de refração do prisma é maior que o índice de refração do meio, e o ângulo que o raio faz com a face oposta é maior que o ângulo limite, logo haverá reflexão total do raio luminoso Resposta: alternativa b nar sen i = nmeio sen r 1 sen 45º = sen r 1 r = 30º senr Resposta: alternativa b O ângulo de incidência na segunda face é r : = r + r 60 = 30 + r r = 30º Resposta: alternativa c nar sen i = nmeio sen r 1 sen i = 1 sen i =

35 i = 45º Resposta: alternativa b = i + i - = 45º + 45º - 60º = 30º Resposta: soma 78 ( ) 01. errada, o raio luminoso sair rasante à superfície de separação ainda corresponde ao fenômeno de refração. 0. correta, veja explicação acima. 04. correta, isso pode ser visto pelo fato de existir o ângulo limite. 08. correta, isso se justifica pelo raio ser rasante. 16. errada, senão não haveria um raio luminoso rasante às superfícies. 3. errada, não será o mesmo pois o índice de refração muda conforme a cor do raio luminoso. 64. correta, o ângulo de 90º ainda indica que está ocorrendo refração Resposta: Alternativa b Deve ser na água que possui o mesmo índice de refração, e assim, não haverá desvio do raio luminoso Resposta: alternativa c nar sen i = nmeio sen r 1 sen 90º = sen r 1 = sen r r = 30º Por simetria r = 30º = r + r = 30º + 30º = 60º 11.1 Resposta: soma 50 ( ) 01. errada, o ângulo é menor, pois o violeta é o que mais se aproxima da normal. 0. correta, o menor desvio é o vermelho, sendo o raio superior da figura e o inferior é o violeta. 04. errada, a decomposição ocorre somente ao entrar. 08. errada, o maior desvio é a da radiação violeta. 16. correta, (ROYGBAV), Red, Orange, Yellow, Green, Blue, Anil e Violet. 3. correta, sua frequência é maior, portanto, tem mais energia. 64. errada, a dispersão ocorre com a radiação branca Resposta: Alternativa a Os raios luminosos que partem do objeto sofrem reflexão na face interna do prima e chagam no observador O. Veja o esquema da figura.

36 11.14 Resposta: alternativa e Ao entrar no prisma o raio luminoso não desvia, e o ângulo em relação à normal ao atingir a segunda face é de 30º. NP sen r = nmeio sen i sen 30º = 1 sen i 1 = 1 seni' i = 45º Calculo do desvio: = i + i - = = 15º Resposta: Alternativa e n1 sen 1 = n sen 1 sen 45º = sen senq = 1 = 30º n1 sen 1 = n sen 1 sen 90º = sen senq' = 1 = 45º Sendo: A = + A = 30º + 45º A = 75º Resposta: alternativa b Para ocorrência de desvio mínimo, (ângulo de incidência) i = i (ângulo de emergência) Como foi dado o ângulo de refringência A = i + i A = i A 11.17

37 Resposta: alternativa c n1 sen i = n sen r 1 sen 60º = 3 sen r senr = r = 30º Na segunda face o ângulo r = 30º O ângulo de emergência i : n sen r = n1 sen i seni' seni' = 3 i = 60º Resposta: alternativa a Para o vermelho: n sen r = n1 sen i sen 30º = 1 sen i 1 1 seni' seni' = i = 45º Para o violeta: n sen r = n1 sen i 3 sen 30º = 1 sen i seni' seni' = 3 i = 60º O ângulo formado pelos raios: = i i = 60º - 45º = 15º Resolução: np sen 60º = n1 seni 3 3 = sen i arcseni' = Observamos que o arco de seno do ângulo i é maior que 1 o que é impossível, logo haverá reflexão total.

38 Nesse caso o ângulo de reflexão em relação à face c é igual a 30º, ou 60º em relação à normal Resolução: Se o prisma é retângulo e isósceles, o ângulo de incidência na segunda face é igual a 45º. np sen 45º = n1 seni = sen i sen i = 1 i = 90º sendo assim o raio sai rasante, concluímos que o desvio é igual a 45º. FÍS 4D Aula Resposta: Alternativa d I. O índice de refração do vidro é maior que da bolha de ar e essa funciona como lente de bordas finas, o comportamento dos raios é divergente. II. O índice de refração do vidro é igual da glicerina os raios não sofrem desvio. III. O índice de refração da água é maior que do ar e o vaso é uma lente de bordas grossas, o comportamento é convergente. 1.0 Resposta: alternativa e Lente 1: plano côncava, comportamento divergente quando imersa no ar. Lente : biconvexa, comportamento convergente quando imersa no ar. Lente 3: bicôncava, comportamento divergente quando imersa no ar. Lente 4: plano convexa, comportamento convergente quando imersa no ar Resposta: alternativa c Lente 1: divergente, pois a imagem formada é menor e direita, essa imagem é também virtual. Lente : convergente, a imagem é maior e direita, nesse caso tal imagem é também virtual Resposta: alternativa b Quando numa lente divergente, o objeto fica posicionado entre o foco e a lente, a imagem formada é maior, direita e virtual Resposta: alternativa c

39 A lente bicôncava tem bordas grassas e estando imersa no ar, tem comportamento divergente. A imagem formada por lentes divergentes, não importando a posição do objeto é sempre menor, direita e virtual Resposta: alternativa a Raio paralelo ao eixo óptico passa pelo foco F, que ao refletir no espelho, sai paralelo ao eixo óptico e, ao atravessar a lente novamente passa pelo foco F Resposta: alternativa e Se a distância focal da lente é de 5 cm, e o objeto foi posicionado a 10 cm da lente, ele está sobre o ponto anti principal, nesse caso a imagem obtida é real, invertida e do mesmo tamanho Resposta: alternativa e Na figura vemos que a imagem é direita e maior e se forma no mesmo lado em que o objeto se encontra, nesse caso o objeto óptico é uma lente divergente Resposta: alternativa a Veja a trajetória da luz nos espelhos planos e no prisma de Amici Resposta: alternativa e Observe no desenho: imagem real, invertida e maior.

40 1.11 Resposta: alternativa c Observe no desenho que a imagem é menor e direita, portanto virtual, como ela se forma no outro lado do elemento, concluímos que se trata de espelho convexo. 1.1 Resposta: alternativa c Quando o objeto é colocado além do ponto anti-principal de uma lente convergente, a imagem que se forma no anteparo é sempre real, invertida e menor que o objeto. Tal imagem normalmente é assim obtida em máquinas fotográficas e no olho humano Resposta: alternativa b Quando imersas no ar lentes divergentes são incapazes de criar imagens em anteparos (ou filme) como deve ocorrer em máquinas fotográficas, pois somente imagens reais é que podem ser projetadas Resposta: alternativa c Uma lente biconvexa tem bordas finas, quando imersa num meio em que o índice de refração da lente é maior que do meio o comportamento é convergente e quando o índice da lente é menor que do meio seu comportamento é divergente Resposta: alternativa e Se a lente no ar é convergente, o objeto deve ficar entre o foco e o ponto anti-principal para que a imagem produzida seja maior invertida e real Resposta: alternativa e Se colocarmos alente na posição E, seu foco ficará na posição F, como os raios emergentes da primeira lente se dirigem para convergir no ponto que coincide com o foco da segunda lente, os raios luminosos emergirão paralelos da segunda lente.

41 1.17 Resposta: alternativa b A fonte de luz deve estar situada sobre o centro de curvatura do espelho de modo que reflita e espelho e retorne sobre si mesmo e a lente deve ter seu foco sobre a fonte de forma que os raios depois de refletirem no espelho passem por sobre o foco, atravessem a lente e saiam paralelos ao centro óptico Resposta: alternativa a Observe a imagem a seguir e veja as projeções dos pontos 1,, 3 e Resolução: Veja a figura abaixo: 1.0 Resolução: a) a imagem é virtual, direita e maior.

42 b) A imagem formada é virtual, portanto não pode ser projetada num anteparo.