Física B Semiextensivo V. 2

Transcrição

1 Física B Semiextensivo V Exercícios 0) V V V V F 04) E 0) E Verdadeira Verdadeira Verdadeira Verdadeira Falsa Ele refrata, afastando-se da normal Resolução Na rimeira figura o raio de luz que sai do bastão não sofre desvio ao assar do líquido ara o ar, embora sua trajetória seja inclinada em relação ao eixo horizontal Logo, não há diferença entre o índice de refração do líquido I em relação ao ar, ou seja: n (ar) n (I) Na segunda figura ercebe-se que o índice de refração do líquido II é maior que o do ar, ou seja: n (ar) < n (II) Isso significa que n (I) < n (II) Na terceira figura ercebe-se que o índice de refração do líquido III é menor que o do ar, ou seja: n (ar) > n (III) Isso significa que n (I) > n (III) 0) 6 0 Falsa Os fenômenos óticos nunca ocorrem isoladamente 0 Falsa O ângulo θ é reflexão, e não refração, e é semre igual a θ 04 Falsa Quando a luz assa do meio A ara o meio B, o raio de luz se aroxima da reta normal Logo, odemos concluir que o índice de refração do meio A é menor que o índice de refração do meio B 08 Verdadeira Como o índice de refração do meio A é menor que o índice de refração do meio B, concluímos que a velocidade da luz no meio A é maior que a velocidade da luz no meio B 6 Verdadeira Dado que sen θ n A sen θ n B, temos: n sen θ nb A sen θ sen α, m sen α m m 0,707 0,574 m 0, 707 m 0, 574 m m, m 05) A sen 60 o m vácuo sen 0 o m risma m V m m m Y Física B

2 06) B 09) B sen 60 o m sen θ m sen θ,5 sen θ 5, sen θ 0,58 θ arc sen 0,58 07) C O raio luminoso, quando assa do meio menos refringente ara o meio mais refringente, aroxima-se da normal e, quanto mais refringente é o meio, mais o raio luminoso aroxima-se da normal Logo, n < n < n 08) A sen î m AR senr m líquido sen 60 o sen 0 o m m m sen î 4 R sen r 6 R sen î m sen r m 4 R m 6 R m m 4 m 6 Vindo do meio ara o meio, o raio aroxima-se da normal orque o meio é mais refringente que o meio 0) 5 0 Correta Na figura, α é ângulo de incidência e β, de reflexão A segunda lei da reflexão afirma que esses dois ângulos são semre iguais entre si 0 Incorreta α β ( a lei da reflexão) 04 Incorreta α β ( a lei da reflexão) 08 Correta Na figura, α é ângulo de incidência e γ, de refração De acordo com a lei de Snell-Descartes: sen α n A sen γ n B Se n A > n B sen α < sen γ α < γ 6 Correta Na figura, α é ângulo de incidência e γ, de refração De acordo com a Lei de Snell-Descartes: sen α n A sen γ m B Se n A < n B sen α > sen γ α > γ Física B

3 ) 6 n ar n vidro i 60 o r? Lei de Snell-Descartes: sen i n ar sen r n vidro sen 60 o sen r sen r sen r r 0 Somente a alternativa 6 aresenta ângulo de refração r 0 As demais estão incorretas As figuras das alternativas 0, 0 e 04 têm erros nos ângulos de reflexão (i r; segunda lei da reflexão) ) B 6 Verdadeira O onto B' é formado elo rolongamento dos raios luminosos, logo uma imagem virtual 4) menor/limite/maior/reflexão total/reflexão total da luz 5) D 6) C sen L n nmenor n maior sen L n n nmenor n maior sen 45 o n sen 0 o n n n sen 45 o n refração nincidência n Logo, L 45o 7) A n sen i n sen r n seni n senr v seni v senr ) sen 0 senr sen r sen 0 sen r sen r sen r 0, o 0 Verdadeira 0 Verdadeira 04 Falsa O fenômeno é exlicado elas leis da refração 08 Falsa A luz sofre refração, e não disersão 8) B 9) B A transmissão da luz ela fibra segue um rincíio único, indeendentemente do material usado ou da alicação: é lançado um feixe de luz numa extremidade da fibra e, elas características óticas do meio (fibra), esse feixe ercorre a fibra através de reflexões sucessivas A fibra ossui no mínimo duas camadas: o núcleo (filamento de vidro) e o revestimento (material eletricamente isolante) No núcleo, ocorre a transmissão da luz roriamente dita A transmissão da luz dentro da fibra é ossível graças a uma diferença de índice de refração entre o revestimento e o núcleo, sendo que o núcleo ossui semre um índice de refração mais elevado, característica que, aliada ao ângulo de incidência do feixe de luz, ossibilita o fenômeno da refração total Condição ara reflexão total: A luz deve ir do meio mais refringente ara o meio menos refringente î > L A miragem ode ocorrer em diferentes condições, causando vários tios de imagem do objeto A luz solar, em direção ao asfalto, sofre refração devido ao gradiente de temeratura das camadas de ar à medida que se aroxima do asfalto Essa refração desvia a direção de roagação da luz, e or fim reflete-se (reflexão total) nas camadas de ar róximas ao solo, fazendo com que a luz agora se distancie dele Dessa forma, tem-se a ilusão de que a suerfície do solo está eselhada (oça de água aarente) Física B

4 0) B 04 Verdadeira ) Todos os ângulos de incidência (î, î, î ) são maiores que o limite 08 Verdadeira n núcleo,00 a),004; ) D sen L n sen 84 n casca n n + núcleo 0,995 n casca n 00, casca,004 b) A velocidade da luz é maior na casca, que ossui menor índice de refração I Verdadeira A imagem do objeto inserido no meio de maior índice de refração aarenta estar mais róxima do que o objeto II Falsa O observador tem a sensação de que está mais funda do que na realidade, e o fenômeno é conhecido como refração da luz III Verdadeira A imagem do objeto inserido no meio de menor índice de refração (meio onde está o gato) aarenta estar mais distante do que está o observador (meio onde está o eixe) ) 0 Verdadeira ' ' ' 6 m n observador n objeto 4 0 Falsa ' n observador n objeto 6 ' 4,5 m 4 6 Falsa 4),5 m ' 5) D 6) E n observador n objeto ',5 m 4 A luz incide na água, reflete na arte da vassoura que está imersa na água e ao sair da água sofre refração O observador na beira da iscina tem a sensação de que a imagem da arte imersa da vassoura está mais róxima do que na realidade, or isso, o cabo aarenta estar torto As osições aarentes de objetos e observadores que estão em meios de índices de refração diferentes não são as mesmas, or isso a sensação de mais distante ou mais róximo 4 Física B

5 7) A Situação Não haverá refração ', m 0) 8) C 0 Correta î 0 0, r 0 0 sem desvio 0 Correta d e sen( r ) desvio lateral cos r 04 Correta î r a luz volta a roagar-se no meio de origem 08 Incorreta Deende do meio onde se encontra a lâmada 6 Correta O raio de luz sofre somente desvio lateral, logo, sem deformação nas imagens ) D ) E n água < n vidro î > r v água > v vidro ' n observador n objeto 00 ' 75 cm 4 9) C Situação ) B α + θ 90 o θ 90 o α ' n criança,, ',0 m n brinquedo Sabendo que n observador i n o, então i 5, folha Logo i cm 5, Física B 5

6 4) A 5) A 6) B A luz refletida elo eixe na osição M sai da água e refrata-se, afastando-se da normal e indo em direção ao observador Como odemos observar, o raio que incide no risma reresentado assa sem sofrer desvio angular, somente desvio lateral Logo, temos uma situação esecial de desvio mínimo, ou seja, i r e i r 9) 0 Na ª face lateral, temos: sen î n AR sen r n risma sen r sen r r 0 Então: A r + r r r 0 Logo: î î 45, ois r r 0 Desvio mínimo: D i Â D D 0 40) 47 7) E De acordo com os índices de refração fornecidos, temos: v ar > v vidro > v diamante A trajetória da luz em relação à reta normal é: Ar Diamante aroxima Diamante Vidro afasta Vidro Ar afasta I Falsa Somente quando no interior do risma o raio de luz assa aralelamente à sua base, desvio mínimo II Verdadeira Se o raio atravessa o risma erendicularmente à bissetriz do ângulo de abertura, ele assa aralelamente à base do risma Logo o ângulo de incidência é igual ao ângulo de emergência III Verdadeira Se o raio atravessa o risma erendicularmente à bissetriz do ângulo de abertura, ele assa aralelamente à base do risma Logo, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de emergência, chamamos de desvio mínimo 8) Na ª face lateral, temos: sen î n AR sen r n risma sen F sen r r 0 Se: A r + r r r 0 Então: r r, logo î î sen 45 o n AR sen r n sen r sen r r 0 o A r + r' 75 o 0 + r' r' 45 o sen 45 o n sen i' n AR sen i' sen i' i' 90 o D i + i' A D o 75 D 60 o 0 Verdadeira 0 Verdadeira 0 Correta (î î, r r desvio mínimo) 0 Correta (r 0 ) 04 Correta (r r 0 ) 08 Correta (r r 45 ) 6 Correta (D i + i A D D 0 ) 6 Física B

7 4) A 04 Verdadeira 08 Verdadeira 6 Falsa Se o D total é 60 o e o desvio na a face é 5 o, então o desvio sofrido na segunda face é 45 o Verdadeira 64 Falsa i i' e r r' 44) n risma n risma n risma,5 4) D 4) B D i + i' A D D 40 o Como na face AB a luz incide erendicularmente, não sofre desvio na entrada Já na face AC o raio luminoso está indo de um meio mais refrigente (vidro) ara um meio menos refrigente (ar), aumentando sua velocidade de roagação, logo, afastando-se da reta normal desenhada na figura A 60 o r 0 o r 0 o î î' 60 o D î A D D 60 o 45) Verdadeira Falsa O desvio violeta é o maior Falsa O feixe violeta é monocromático, or isso não sofrerá disersão Falsa î 0 o r 0 o r' 60 o î' 90 o r' L n sen r' ar nrisma sen 60 o n risma n risma o sen 60 erceba que o ângulo de incidência é 45 o ara que ocorra reflexão total, o ângulo limite não ode ser 48 o Física B 7

8 46) A 47) A O fenômeno da searação da luz branca nas cores do esectro é chamado de disersão Sabendo-se que o comrimento de onda da luz vermelha é maior do que o da luz violeta, temos que, ao disersar a luz branca, a luz vermelha sofre o mesmo desvio, ois terá maior velocidade Logo, a luz violeta sofrerá o maior desvio, visto que se roagará com uma velocidade menor 5) A 04 Verdadeiro O índice de refração do lástico é maior do que o índice de refração do ar 08 Verdadeiro O índice da relação entre os índices de refração do ar 6 Verdadeiro Deende da relação entre os índices de refração do meio e da lente Falso A reflexão de um feixe luminoso indeende do índice de refração ao meio 48) D O índice de refração das cores do esectro deende da fonte geradora, logo, deende da frequência da fonte 49) E 50) D 5) B A ideia de sete frequências foi inicialmente adotada or Newton em comaração à escala de notas musicais No entanto, da rimeira raia de luz vermelha até a última de luz violeta existe uma infinidade de cores e, ortanto, de frequências I Falsa O sol ode estar a leste também II Falsa O sol tem de estar atrás do observador III Verdadeira Sim, como as radiações amarela e azul ossuem comrimentos de onda diferentes, também ossuirão velocidades diferentes, ao serem inseridas na lâmina de vidro, o que nos daria a ossibilidade de descobrir tal fato Como f violeta > f vermelha, então, n violeta > n vermelha Logo: A luz violeta sofre mais desvio angular ao atravessar a gota do que a luz vermelha Entrada na gota: refração (disersão luminosa) No interior da gota: reflexão (reflexão total) Saída da gota: refração 5) V V V V F 0 Verdadeiro Lentes, disositivos que formam imagem usando essencialmente as leis da refração 0 Verdadeiro Eselhos vértice, foco, centro de curvatura Lentes: Foco rincial objeto "F 0 " Foco rincial imagem "F i " Foco antirincial objeto "A 0 " Foco antirincial imagem "A i " 54) C 55) C 56) 56 57) C 0 Falsa Na lente divergente, a imagem deve ser menor que o objeto 0 Falsa Na lente convergente, quando o objeto encontra-se entre o foco e a origem da lente, a imagem deve ser maior, virtual e direita 04 Falsa Na lente divergente, a imagem deve ser virtual, menor e direita 08 Verdadeira Objeto róximo ao foco antirincial(), então imagem róxima ao antirincial(), igual, invertida e real 6 Verdadeira Na lente divergente, a imagem deve ser virtual, menor e direita Verdadeira Na lente convergente, quando o objeto encontra-se entre o foco e a origem da lente, a imagem deve ser maior, virtual e direita f +0 cm (convergente) ' 5 cm (virtual)? + f ' cm 8 Física B

9 58) A f 0 cm 40 cm θ 0 cm I Distância da imagem ao vértice + I f ' ' 40 ', cm II Altura da imagem i ' θ i 0 (, ) i, 40 i 6,67 cm i 0,067 m imagem direita 59) B Imagem: Virtual Direita Reduzida Onde: 5 cm f 5 cm + f ' ' ' ' ' 5 ',5 cm (virtual, direita, menor) f 0 cm? ' +0,5 m (real/rojetável) ' 50 cm + f ' ) A,5 cm Imagem: virtual, menor e direta L divergente 6) A I? o cm f 0 cm ' 50 cm virtual (mesmo lado que o objeto) 6) 0 + f ' A ' , cm I O ( 50 ) 4, I I 7 cm A (real/rojetável) 0 Falso + ' 40 cm ' 40 ' A 40 0 cm ' 40 ' 0 cm Física B 9

10 0 Verdadeiro f ,5 cm f 0 04 Verdadeiro Só lentes convergentes odem formar imagens reais 08 Verdadeiro 6 Verdadeiro 6) D A (real e invertida) 5 cm A ' ' ' 0 cm 5 64) 74 0 Falso Somente lentes convergentes odem formar imagens reais (rojetáveis) 0 Verdadeiro 04 Falso Se a imagem foi rojetada, ela é real e invertida 08 Verdadeiro 6 Falso A lente é convergente e a imagem real Falso Toda imagem real é invertida 64 Verdadeiro 08 Falso Borda grossa divergente 6 Verdadeiro A ' I cm 66) 0 (n L > n M ) I O ( 0) 0 Falso Sua imagem diminui de tamanho A (real/rojetável) I 65) f +0 cm convergente θ cm 0 cm 0 Falso O objeto se encontra entre o foco e o vértice do eselho, logo sua imagem é virtual, maior e direita 0 Verdadeiro 04 Verdadeiro + f ' 0 0 ' 0 ' 0 cm (virtual) ' ' 0 Falso + ' 40 cm ' 40 A ' 40 0 cm ' 40 ' 0 cm 0 Verdadeiro f ,5 cm f 0 04 Verdadeiro Só lentes convergentes odem formar imagens reais 08 Verdadeiro 6 Verdadeiro 67) A A lente em questão é divergente, ois a imagem formada é virtual, direita e menor que o objeto Quanto mais distante o objeto estiver da lente, menor será a imagem Se o objeto estiver no infinito, sua imagem será um onto sobre o foco 0 Física B

11 68) E Como a lente é lano-convexa, consideramos na equação: R 0 e R 0 cm (0, m) C (n ) [(/R + /R )] C (,5 ) [0 + /0,] C 0,5 5 C,5 di Obs: Como uma arte da lente é lana, o raio tende ao infinito R 69) Figura I f o f o n n lente meio 8, + R R + R R 0,8 f o R 6, f o R R,6 f o Figura II 0 f n lente + lano convexa nmeio R R R 0 R R f 8, R f 0,8 R f 08, f f 6, f o o Física B