EXERCÍCIOS DA SALVAÇÃO

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Octavio de Escobar Amaral
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1 EXERCÍCIOS DA SALVAÇÃO 1. (Ufrj) Um raio luminoso que se propaga no ar "n(ar) =1" incide obliquamente sobre um meio transparente de índice de refração n, fazendo um ângulo de 60 com a normal. Nessa situação, verifica-se que o raio refletido é perpendicular ao raio refratado, como ilustra a figura. Calcule o índice de refração n do meio. 2. (Unesp) A figura a seguir mostra um raio de luz monocromática propagando-se no ar e atingindo o ponto A da superfície de um paralelepípedo retângulo feito de vidro transparente. A linha pontilhada, normal à superfície no ponto de incidência do raio luminoso, e os três raios representados estão situados num mesmo plano paralelo a uma das faces do bloco. a) De acordo com a figura, que fenômenos estão ocorrendo no ponto A? b) O ângulo limite para um raio da luz considerada, quando se propaga desse vidro para o ar, é 42. Mostre o que acontecerá com o raio no interior do vidro ao atingir o ponto B.

2 3. (Ufrj) Suponha que a velocidade de propagação de uma onda sonora seja 345 m/s no ar e 1035 m/s dentro da água. Suponha também que a lei de Snell da refração seja válida para essa onda. a) Para que possa ocorrer reflexão total, a onda deve propagar-se do ar para a água ou da água para o ar? Justifique sua resposta. b) Calcule o ângulo limite a partir do qual ocorre reflexão total. 4. (Fei) Um raio luminoso propaga-se no ar com velocidade c=3.10 m/s e com um ângulo de 30 em relação à superfície de um líquido. Ao passar para o líquido o ângulo muda para 60. Qual é o índice de refração do líquido? a) 1/Ë3 b) 1/Ë2 c) (Ë3)/2 d) 1,73 e) 0,5 5. (Fei) Um raio luminoso incide sobre a superfície da água, conforme a figura a seguir. Qual alternativa representa o que acontece com o raio?

3 6. (Ita) Um pescador deixa cair uma lanterna acesa em um lago a 10,0 m de profundidade. No fundo do lago, a lanterna emite um feixe luminoso formando um pequeno ângulo š com a vertical (veja figura). Considere: tg š sen š š e o índice de refração da água n = 1,33. Então, a profundidade aparente h vista pelo pescador é igual a a) 2,5 m b) 5,0 m c) 7,5 m d) 8,0 m e) 9,0 m 7. (Uel) Um feixe de luz está se propagando nos meios I e II separados por uma superfície plana S, conforme o esquema a seguir. De acordo com o esquema e a tabela de dados, o índice de refração do meio II em relação ao meio I é igual a a) 0,701 b) 0,812 c) 1,00 d) 1,16 e) 1,23

4 8. (Ufmg) Um feixe de luz, vindo do ar, incide sobre um aquário de vidro com água. Sabe-se que a velocidade da luz é menor na água e no vidro que no ar. Com base nessas informações, assinale a alternativa em que melhor se representa a trajetória do feixe de luz entrando e saindo do aquário. 9. (Unesp) Um pincel de luz emerge de um bloco de vidro comum para o ar na direção e sentido indicados na figura a seguir. Assinale a alternativa que melhor representa o percurso da luz no interior do vidro. a) A b) B c) C d) D e) E 10. (G1) Sob certas condições de um dia ensolarado, no asfalto quente de uma estrada, é comum que uma pessoa perceba ilusoriamente regiões que contenham poças d'água ou estejam molhadas. Este fenômeno luminoso é descrito e explicado através dos princípios da a) reflexão. b) refração. c) dispersão. d) interferência.

11. (Ufmg) Um professor pediu a seus alunos que explicassem por que um lápis, dentro de um copo com água, parece estar quebrado, como mostrado nesta figura: Bruno respondeu: "Isso ocorre, porque a

5 11. (Ufmg) Um professor pediu a seus alunos que explicassem por que um lápis, dentro de um copo com água, parece estar quebrado, como mostrado nesta figura: Bruno respondeu: "Isso ocorre, porque a velocidade da luz na água é menor que a velocidade da luz no ar". Tomás explicou: "Esse fenômeno está relacionado com a alteração da freqüência da luz quando esta muda de meio". Considerando-se essas duas respostas, é CORRETO afirmar que a) apenas a de Bruno está certa. b) apenas a de Tomás está certa. c) as duas estão certas. d) nenhuma das duas está certa.

6 12. (Ufrn) Ainda hoje, no Brasil, alguns índios pescam em rios de águas claras e cristalinas, com lanças pontiagudas, feitas de madeira. Apesar de não saberem que o índice de refração da água é igual a 1,33, eles conhecem, a partir da experiência do seu dia-a-dia, a lei da refração (ou da sobrevivência da natureza) e, por isso, conseguem fazer a sua pesca. A figura acima é apenas esquemática. Ela representa a visão que o índio tem da posição em que está o peixe. Isto é, ele enxerga o peixe como estando na profundidade III. As posições I, li, III e IV correspondem a diferentes profundidades numa mesma vertical. Considere que o peixe está praticamente parado nessa posição. Para acertá-lo, o índio deve jogar sua lança em direção ao ponto: a) I b) II c) III d) IV

7 13. (Ufu) Um pescador, ao observar um peixe dentro da água, sabe que deve atirar com o arpão alguns centímetros abaixo da posição do peixe observada por ele, para acertá-lo. Isso ocorre porque: a) a luz proveniente do peixe que atinge o olho do pescador sofre uma refração ao sair da água e entrar no ar. b) a luz, ao entrar na água, sofre uma dispersão, separando os diferentes comprimentos de onda (diferentes cores) de forma a enganar o pescador sobre a posição real do peixe. c) a água funciona com uma lente e, portanto, a imagem do objeto nem sempre é real. d) a água funciona como um espelho côncavo, devido ao movimento ondulatório de sua superfície, fazendo com que a imagem seja virtual e não real.

8 14. (Unirio) Um cão está diante de uma mesa, observando um peixinho dentro do aquário, conforme representado na figura. Ao mesmo tempo, o peixinho também observa o cão. Em relação à parede P do aquário e às distâncias reais, podemos afirmar que as imagens observadas por cada um dos animais obedecem às seguintes relações: a) O cão observa o olho do peixinho mais próximo da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais distante do aquário. b) O cão observa o olho do peixinho mais distante da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais próximo do aquário. c) O cão observa o olho do peixinho mais próximo da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais próximo do aquário. d) O cão observa o olho do peixinho mais distante da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão também mais distante do aquário. e) O cão e o peixinho observam o olho um do outro, em relação à parede P, em distâncias iguais às distâncias reais que eles ocupam na figura.

9 GABARITO 1. Ë3 2. a) Reflexão e Refração. b) Observe o esquema a seguir: 3. a) A reflexão total só ocorre se a onda incidir do meio de menor velocidade para o de maior velocidade. Portanto, para ocorrer reflexão total, a onda deve propagar-se do ar para a água. b) Utilizando a Lei de Snell, senšlim = v(ar)/v(ag) = 345/1035, ou seja, senšlim = 1/3. Portanto, šlim = arcsen (1/3). 4. [D] 5. [E] 6. [C] 7. [E] 8. [A] 9. [C] 10. [B] 11. [A] 12. [D] 13. [A] 14. [A]

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