Lista de Exercícios 01_2012 Óptica prof. Venê (08/04/2012)

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1 Lista de Exercícios 01_2012 Óptica prof. Venê (08/04/2012) 1. (FUVEST) Adote: velocidade da luz = m/s Um feixe de luz entra no interior de uma caixa retangular de altura L, espelhada internamente, através de uma abertura A. O feixe, após sofrer 5 reflexões, sai da caixa por um orifício B depois de decorrido 10-8 segundos. Os ângulos formados pela direção do feixe e o segmento AB estão indicados na figura adiante. a) Calcule o comprimento do segmento AB. b) O que acontece com o número de reflexões e o tempo entre a entrada e a saída do feixe, se diminuir a altura da caixa L pela metade? 2. (UNICAMP) Dois espelhos planos e quase paralelos estão separados por 5,0 m. Um homem se coloca de frente a um dos espelhos, a uma distância de 2,0 m. Ele observa uma sequência infinita de imagens, algumas de frente, outras de costas. a) Faça um esquema mostrando o homem, os espelhos e as quatro primeiras imagens que o homem vê. b) Indique no esquema as imagens de frente e de costas com as iniciais F e C. c) Quais as distâncias entre as imagens consecutivas? 3. (UFMG) Observe a figura.

2 Nessa figura, dois espelhos planos estão dispostos de modo a formar um ângulo de 30 entre eles. Um raio luminoso incide sobre um dos espelhos, formando um ângulo de 70 com a sua superfície. Esse raio, depois de se refletir nos dois espelhos, cruza o raio incidente formando um ângulo α de a) 90 b) 100 c) 110 d) 120 e) (PUCSP) Você está em uma sala de forma quadrática de lado 3 m e altura 2,20 m, em frente a um espelho de 1 m de comprimento e 2,20 m de altura, fixo em uma das paredes, concêntrico à parede. Você pode deslocar-se sobre a mediatriz do comprimento do espelho e, por reflexão, visualizará. a) metade da parede, se estiver encostado na parede oposta. b) toda a parede oposta, estando no centro da sala. c) toda a parede oposta, independente da posição. d) metade da parede, estando no centro da sala. e) somente 1 m do comprimento da parede, independentemente de sua posição. 5. (UERJ) Uma garota, para observar seu penteado, coloca-se em frente a um espelho plano de parede, situado a 40cm de uma flor presa na parte de trás dos seus cabelos.

3 Buscando uma visão melhor do arranjo da flor no cabelo, ela segura, com uma das mãos, um pequeno espelho plano atrás da cabeça, a 15cm da flor. A menor distância entre a flor e sua imagem, vista pela garota no espelho de parede, está próxima de: a) 55 cm b) 70 cm c) 95 cm d) 110 cm 6. (UNESP) As coordenadas (X; Y) das extremidades A e B do objeto AB mostrado na figura são (0;0) e (0;2), respectivamente. O observador O, localizado em X 0 = 7m sobre o eixo X, vê a imagem A'B' do objeto AB formada pelo espelho plano E da figura. a) Quais são as coordenadas das extremidades A' e B' da imagem A'B'? b) Quais as extremidades, X e X 2, do intervalo dentro do qual deve se posicionar o observador O, sobre o eixo X, para ver a imagem A'B' em toda sua extensão?

4 7. (FUVEST) Uma câmera de segurança (C), instalada em uma sala, representada em planta na figura, "visualiza" a região clara indicada. Desejando aumentar o campo de visão da câmera, foi colocado um espelho plano, retangular, ocupando toda a região da parede entre os pontos A e B. Nessas condições, a figura que melhor representa a região clara, que passa a ser visualizada pela câmera, é 8. (UFSCAR) Uma criança observa um passarinho com um periscópio composto de dois espelhos planos E, paralelos e inclinados de 45, como está representado na figura. O ponto O representa o olho da criança e P o passarinho. Pode-se afirmar que a imagem do passarinho vista pela criança, por meio desse periscópio, está localizada no ponto a) P. b) Q. c) R. d) S. e) T.

5 9. (ITA) Ao olhar-se num espelho plano, retangular, fixado no plano de uma parede vertical, um homem observa a imagem de sua face tangenciando as quatro bordas do espelho, isto é, a imagem de sua face encontra-se ajustada ao tamanho do espelho. A seguir, o homem afastase, perpendicularmente à parede, numa certa velocidade em relação ao espelho, continuando a observar sua imagem. Nestas condições, pode-se afirmar que essa imagem: a) torna-se menor que o tamanho do espelho tal como visto pelo homem. b) torna-se maior que o tamanho do espelho tal como visto pelo homem. c) continua ajustada ao tamanho do espelho tal como visto pelo homem. d) desloca-se com o dobro da velocidade do homem. e) desloca-se com metade da velocidade do homem. 10. (FUVEST) Uma jovem está parada em A, diante de uma vitrine, cujo vidro, de 3 m de largura, age como uma superfície refletora plana vertical. Ela observa a vitrine e não repara que um amigo, que no instante t 0 está em B, se aproxima, com velocidade constante de 1 m/s, como indicado na figura, vista de cima. Se continuar observando a vitrine, a jovem poderá começar a ver a imagem do amigo, refletida no vidro, após um intervalo de tempo, aproximadamente, de a) 2 s b) 3 s c) 4 s d) 5 s e) 6 s

6 11. (UERJ) A filha consegue ver-se de pé, por inteiro, no espelho plano do quarto da mãe. O espelho, mantido na vertical, mede 140 cm de altura e sua base dista 70 cm do chão. A mãe, então, move o espelho 20 cm em direção à filha. Calcule, em centímetros: a) a menor distância entre os olhos da menina e o chão que lhe permite ver-se por inteiro; b) o quanto a imagem se aproximou da menina após o deslocamento do espelho. 12. (UFPR) Mãe e filha visitam a "Casa dos Espelhos" de um parque de diversões. Ambas se aproximam de um grande espelho esférico côncavo. O espelho está fixo no piso de tal forma que o ponto focal F e o centro de curvatura C do espelho ficam rigorosamente no nível do chão. A criança pára em pé entre o ponto focal do espelho e o vértice do mesmo. A mãe pergunta à filha como ela está se vendo e ela responde: a) "Estou me vendo maior e em pé." b) "Não estou vendo imagem alguma." c) "Estou me vendo menor e de cabeça para baixo." d) "Estou me vendo do mesmo tamanho." e) "Estou me vendo em pé e menor." 13. (FEI) O espelho retrovisor de uma motocicleta é convexo porque:

7 a) reduz o tamanho das imagens e aumenta o campo visual b) aumenta o tamanho das imagens e aumenta o campo visual c) reduz o tamanho das imagens e diminui o campo visual d) aumenta o tamanho das imagens e diminui o campo visual e) mantém o tamanho das imagens e aumenta o campo visual 14. (MACK) Um objeto real, colocado perpendicularmente ao eixo principal de um espelho esférico, tem imagem como mostra a figura a seguir. Pelas características da imagem, podemos afirmar que o espelho é: a) convexo e sua imagem é virtual. b) convexo e sua imagem é real. c) côncavo e a distância do objeto ao espelho é menor que o raio de curvatura do espelho, mas maior que sua distância focal. d) côncavo e a distância do objeto ao espelho é maior que seu raio de curvatura. e) côncavo e a distância do objeto ao espelho é menor que a distância focal do espelho. 15. (UEPG) Sobre o espelho esférico com foco real, assinale o que for correto. 01) A imagem real de um objeto colocado sobre seu centro de curvatura é real, com ampliação igual a 2, em módulo. 02) Não produz imagem virtual a partir de um objeto real colocado sobre seu eixo principal. 04) As bolas metalizadas que são usadas em ornamentações de Natal têm as mesmas propriedades desse tipo de espelho.

8 08) Pode ser utilizado como espelho retrovisor em automóveis. 16) Quando apontado na direção do Sol, apresenta um ponto brilhante sobre a região do foco. 16. (UNESP) Uma pessoa observa a imagem de seu rosto refletida numa concha de cozinha semi-esférica perfeitamente polida em ambas as faces. Enquanto na face côncava a imagem do rosto dessa pessoa aparece a) invertida e situada na superfície da concha, na face convexa ela aparecerá direita, também situada na superfície. b) invertida e à frente da superfície da concha, na face convexa ela aparecerá direita e atrás da superfície. c) direita e situada na superfície da concha, na face convexa ela aparecerá invertida e atrás da superfície. d) direita e atrás da superfície da concha, na face convexa ela aparecerá também direita, mas à frente da superfície. e) invertida e atrás na superfície da concha, na face convexa ela aparecerá direita e à frente da superfície. 17. (UFRN) Mary Scondy, uma ilusionista amadora, fez a mágica conhecida como lâmpada fantasma. Instalou uma lâmpada incandescente no interior de uma caixa, aberta em um dos lados. A parte aberta da caixa estava voltada para a frente de um espelho côncavo, habilmente colocado para que a imagem da lâmpada pudesse ser formada na parte superior da caixa, conforme representado esquematicamente na figura abaixo. A lâmpada tinha uma potência de 40W e inicialmente estava desligada. Quando Mary ligou o interruptor escondido, a lâmpada acendeu, e Josué, um dos espectadores, tomou um susto, pois viu uma lâmpada aparecer magicamente sobre a caixa. Com base na figura e no que foi descrito, pode-se concluir que, ao ser ligada a lâmpada, ocorreu a formação de

9 a) uma imagem real, e a potência irradiada era de 40W. b) uma imagem real, e a potência irradiada era de 80W. c) uma imagem virtual, e a potência irradiada era de 40W. d) uma imagem virtual, e a potência irradiada era de 80W. 18. (PUCPR) Considere o esquema ótico a seguir, onde V é o vértice do espelho côncavo, C seu centro de curvatura e F seu foco principal. Associe as colunas a seguir: POSIÇÃO DO OBJETO ( ) à esquerda de C ( ) sobre C ( ) entre C e F ( ) sobre F ( ) entre F e V CARACTERÍSTICAS DA IMAGEM 1. real, maior e invertida 2. imagem imprópria 3. real, menor e invertida 4. real, igual e invertida

10 5. virtual, maior e direita A seqüência correta, de cima para baixo, será: a) 3, 4, 1, 5, 3. b) 1, 3, 4, 5, 2. c) 5, 4, 2, 1, 3. d) 1, 5, 4, 3, 2. e) 3, 4, 1, 2, (FGV) Nesse poema, Paulo Leminski brinca com a reflexão das palavras, dando forma e significado a sua poesia ao imaginar a reflexão em um espelho d'água. Para obter o mesmo efeito de inversão das letras, se os dizeres da primeira linha estiverem sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo, com sua escrita voltada diretamente à face refletora do espelho, o texto corretamente grafado e o anteparo onde será projetada a imagem devem estar localizados sobre o eixo principal, nessa ordem, a) no mesmo lugar e sobre o foco. b) no mesmo lugar e sobre o vértice. c) no centro de curvatura e sobre o foco. d) no foco e sobre o centro de curvatura. e) no mesmo lugar e sobre o centro de curvatura. 20. (UNIFESP) Considere as situações seguintes.

11 I. Você vê a imagem ampliada do seu rosto, conjugada por um espelho esférico. II. Um motorista vê a imagem reduzida de um carro atrás do seu, conjugada pelo espelho retrovisor direito. III. Uma aluna projeta, por meio de uma lente, a imagem do lustre do teto da sala de aula sobre o tampo da sua carteira. A respeito dessas imagens, em relação aos dispositivos ópticos referidos, pode-se afirmar que a) as três são virtuais. b) I e II são virtuais; III é real. c) I é virtual; II e III são reais. d) I é real; II e III são virtuais. e) as três são reais.

12 GABARITO 1. a) 1,5 m b) Passa de 5 para 11 e o tempo não se altera. 2. O enunciado permite construir o esquema da fig. 1. a e b) De frente para o espelho E, o homem verá as imagens à esquerda como mostra a fig. 2. c) As distâncias são alternadamente dadas por comprimentos equivalentes a 6 metros e 4 metros 3. D 4. B 5. D 6. a) B' (0, 6) e A' (0, 8) b) X = 6 cm e X 2 = 10 cm 7. B 8. C 9. C 10. A 11. a) 140 cm b) 40 cm 12. A 13. A 14. D B 17. A 18. E 19. E 20. B