PROVA FÍSICA 1º TRIMESTRE 2013 PROF. VIRGÍLIO

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1 PROVA FÍSICA 1º TRIMESTRE 2013 PROF. VIRGÍLIO NOME Nº 1º ANO A prova deve ser feita com caneta azul ou preta. É terminantemente proibido o uso de corretor. Respostas com corretor serão anuladas. As questões referem-se ao estudo dos Princípios Fundamentais da Óptica Geométrica. Todas as questões devem ser respondidas a tinta e não será permitido o uso de calculadoras. Faça a avaliação com calma e atenção, mas tome cuidado com o tempo. As questões onde deve-se assinalar alguma alternativa não precisam de justificativa. Esta prova é composta por DEZ questões dissertativas dispostas em CINCO páginas. ESCREVA SEU NOME EM TODAS AS FOLHAS DA PROVA. Valor da prova 9,5 pontos. Trabalho 0,5 ponto. 01. (1,5) (Ufrrj - Adaptada) Na figura (fora de escala) a seguir, F é uma fonte de luz extensa de comprimento igual a 6,0 m, e A um anteparo opaco, de comprimento igual a 4,8 m. Se a fonte está a 20 m do solo horizontal e o anteparo A está a 8 m do solo. a) Desenhe os raios de luz, provenientes da fonte, e identifique as regiões de Sombra (S), Penmbra (P) e Iluminadas (I). b) O comprimento das Penumbras. c) O comprimento da sombra. 1

2 02. (1,0) (UniVivi) Desde a antiguidade as guerras são tratadas de forma muito séria, e a vitória de um exército sobre outro, sem dúvida, depende muito das estratégias estabelecidas. Uma estratégia muito utilizada pelo exército invasor era o de mandar um mensageiro às terras inimigas para o anúncio da guerra ou para um pedido formal de acordo ou rendição. Pelas leis da guerra, o mensageiro não pode ser morto e tem o direito de falar diretamente ao rei ou seu representante. Por isso, tal mensageiro, muitas vezes, recebia algumas tarefas. Uma delas era a de medir a altura das torres do castelo, onde se posicionavam os arqueiros. Para isso, utilizava uma câmara escura de orifício. Tal determinação permitia estimar, aproximadamente, o alcance das flechas dos arqueiros, fazendo com que o exército invasor conseguisse melhor posicionamento frente ao inimigo. Para exemplificar tal feito, considere que o mensageiro, posicionado a uma certa distância do castelo, mediu sua imagem na câmara e obteve o valor de 5 cm. Afastando-se de 1 metro a distância entre o castelo e câmara, obteve o valor de 4 cm. A partir desses dados e considerando que a câmara possuía 0,5 m de comprimento, determine a altura das torres encontrada pelo mensageiro. 03. (1,0) (Ufrj 2011) A figura a seguir (evidentemente fora de escala) mostra o ponto O em que está o olho de um observador da Terra olhando um eclipse solar total, isto é, aquele no qual a Lua impede toda luz do Sol de chegar ao observador. Sabendo que o raio do Sol é 0,70 x 10 6 km, o da Lua, 1,75 x 10 3 km, e que a distância entre o centro do Sol e o observador na Terra é de 150 x 10 6 km, calcule a distância d entre o observador e o centro da Lua para a qual ocorre o eclipse total indicado na figura. 2

3 NOME Nº 1º ANO 04. (1,0) (Fuvest Adaptada) Em agosto de 1999, ocorreu o último eclipse solar total do século. Um estudante imaginou, então, uma forma de simular eclipses. Pensou em usar um balão esférico e opaco, de 40m de diâmetro, que ocultaria o Sol quando seguro por uma corda a uma certa altura. Faria as observações, protegendo devidamente sua vista, quando o centro do Sol e o centro do balão estivessem verticalmente colocados sobre ele, num dia de céu claro. Sabendo-se que a distância da Terra ao Sol é de km e que o Sol tem um diâmetro de 1, km, aproximadamente, determine a que altura estava o balão quando encobriu totalmente o Sol. 05. (2,0) 5. Um estudante, munido de uma pequena câmara escura, projeta a imagem da Lua Cheia no fundo dessa câmara. Na parte frontal há uma abertura, suficiente para a passagem da luz. O fundo encontra-se a 200mm dessa abertura e é feito de papel vegetal, de modo que a imagem da Lua projetada possa ser vista do lado de fora da câmara. Sabe-se que o diâmetro real da Lua é igual a 3,5 x 10 6 m e que sua distância até a superfície da Terra é de 3,8 x 10 8 m. a) Faça um esquema representando a situação descrita no enunciado. b) Calcule o diâmetro da Lua projetada no fundo da câmara. Justifique o procedimento do cálculo com base no esquema feito no item (a). RASCUNHO 3

4 06. (1,0) (Ufc 2000) Considere uma lâmina de vidro, semi-transparente, que transmite 60% da luz que incide perpendicularmente sobre ela. Calcule a percentagem de luz transmitida através de uma pilha de três dessas lâminas, em sequência. 07. (1,0) (Pucrj 2013) 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? 08. (0,5) (Unimontes MG) Um objeto é iluminado com luz branca, dentro de uma vitrine, cujo vidro é um filtro de luz que só deixa passar a luz de cor vermelha. Para que esse objeto seja visível através da vitrine, quais cores ele pode ter? RASCUNHO 4

5 NOME Nº 1º ANO 09. (0,5) (Unirio) Em 1973, o Pink Floyd, uma famosa banda do cenário musical, publicou seu disco "The Dark Side of the Moon", cujo título pode ser traduzido como "O Lado Escuro da Lua". Este título está relacionado ao fato de a Lua mostrar apenas uma de suas faces para nós, os seres humanos. Explique por que esse fato ocorre. 10. (0,5) (DESAFIO) (Uff 2006) Vários fenômenos físicos podem ser explicados pela propagação retilínea da luz em meios homogêneos. Essa hipótese é conhecida como o modelo do raio luminoso da óptica geométrica. Nos casos em que esse modelo é aplicável, a resolução de problemas físicos se reduz a aplicações elementares de geometria. Essa primeira questão trata de duas situações nas quais a óptica geométrica nos ajuda a determinar distâncias e tamanhos de objetos. Considere um cidadão de 1, 8m de altura que se encontra de pé, à beira d'água, em uma praia oceânica, admirando o horizonte. Estime a distância entre o cidadão e seu horizonte visual, sabendo que o raio da Terra é 6, m. Boa Prova e... Aquele Abraço!! Virgílio 5