Ensino Médio. Lista. Aluno(a): Nº. Série: 3ª Turma: Data: / /2018. Lista 12 Reflexão da Luz

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1 Ensino Médio Professor: Vilson Mendes Disciplina: Física I Aluno(a): Nº. Série: 3ª Turma: Data: / /2018 Lista 12 Reflexão da Luz Lista 1. Um feixe de raios paralelos incide na superfície plana de um corpo opaco. Assinale a alternativa correta. a) Sendo a superfície polida, os raios refletidos perdem o paralelismo. b) Sendo a superfície rugosa, os raios refletidos serão paralelos entre si. c) Sendo a superfície rugosa, não ocorre o fenômeno da reflexão. d) Sendo a superfície polida, não ocorre o fenômeno da reflexão. e) Sendo a superfície rugosa, ao feixe incidente corresponde um feixe refletido em todas as direções. 2. Por que, sob a luz solar, a rosa apresenta-se vermelha e as folhas verdes? Em que cores a rosa e as folhas serão vistas em um ambiente iluminado por luz monocromática verde? 3. O pintor modernista holandês Piet Mondrian ( ) desenvolveu, desde 1917 até o início da década de 1940, um novo conceito artístico conhecido como Neoplasticismo. Mondrian propunha a abstração e a redução dos elementos da realidade a uma linguagem formal estritamente geométrica, limitada à representação de linhas horizontais e verticais e à utilização das cores básicas vermelha, azul e amarela combinadas com as cores preta, cinza e branca. Abaixo, destacamos uma de suas obras. monocromática amarela, em que cores os elementos do quadro serão vistos? Considere os pigmentos puros. 4. O ângulo entre um raio de luz que incide em uma superfície metálica polida e o correspondente raio refletido mede 40º. Qual é o ângulo que o raio refletido forma com a superfície metálica? 5. Dois espelhos planos E 1 e E 2 formam entre si um ângulo α. Um raio de luz R incide no espelho E 1, segundo um ângulo de incidência igual a 30º. Após se refletir em E 1, incide perpendicularmente no espelho E 2. Para que isso ocorra, qual deve ser o valor de α? 6. Um ponto objeto P está a 20 cm da face refletora de um espelho plano. Translada-se o espelho de uma distância d, afastando-o do ponto objeto P que é mantido fixo. O ponto imagem sofre um deslocamento de 30 cm. Determine: a) a distância d que se transladou o espelho; b) as distâncias do ponto imagem à superfície do espelho antes e depois de o espelho ser transladado. 7. Um observador, no ponto O, e um ponto objeto P estão diante de um espelho plano, conforme mostra a figura. A que distância de O se forma a imagem de P? Cada quadradinho tem lado igual a 5 cm. Piet Mondrian. Composição com Vermelho, azul e amarelo Mondrian Holtzman Trust c/o HCR International USA. Erich Lessing/Album art/ Latinstock - Kunsthaus, Zurich, Switzerland Ao ser expostos à luz solar, os diversos elementos (quadrados e retângulos) apresentamse nas cores branca, vermelha, amarela e azul. Em um ambiente iluminado com luz Página 1

2 8. Em uma aula de Óptica Geométrica, o professor de Física fez várias experiências utilizando um espelho plano. Uma delas consistia em pedir a um dos alunos, Pedro, que se colocasse diante do espelho e, a seguir, se afastasse, mantendo-se na frente do espelho. O professor pediu aos demais alunos que construíssem o gráfico da altura h da imagem de Pedro em função do tempo t. Para facilitar, apresentou cinco possibilidades. Qual é a correta? 12. Considere a situação esquematizada na figura a seguir. Desenhe os raios de luz que partem dos extremos A e B do objeto, sofrem reflexão no espelho plano E e atingem o olho do observador no ponto O. 9. Como você deve escrever seu nome em uma folha de papel para que sua leitura diante de um espelho plano fique normal? 10. O olho de um observador está na posição O diante de um espelho plano E. Durante quanto tempo o observador poderá ver a imagem de uma formiga F que se desloca ao longo da reta r com velocidade de 3 cm/s, conforme indica a figura? Considere o lado de cada quadradinho igual a 1 cm. 13. Um observador de 1,80 m de altura está em pé diante de um espelho plano retangular, que foi fixado em uma parede vertical. Para que o observador possa enxergar sua imagem inteira, a altura mínima do espelho: a) deve ser igual a 1,80 m. b) deve ser igual a 0,90 m e pode ser fixado em qualquer posição da parede vertical. c) deve ser igual a 0,90 m e deve ser fixado em uma determinada posição da parede vertical. d) é igual a 0,60 m e deve ser fixado em uma determinada posição da parede vertical. e) depende da distância do observador ao espelho. 14. Dois espelhos planos formam um ângulo de 90º. Um objeto linear PQ é colocado na frente dos espelhos, conforme indica a figura. Localize as imagens de tal objeto. 11. Na figura a seguir representamos um observador de altura AB diante de um espelho plano E. O olho do observador é representado pelo ponto O. Verifique se o observador consegue ver-se de corpo inteiro. Página Uma pequena lâmpada acesa é colocada num ponto do eixo principal de um espelho esférico côncavo de raio R = 30 cm. Os raios luminosos que incidem no espelho são refletidos paralelamente ao eixo principal. Qual é a distância da lâmpada ao espelho?

3 16. As figuras abaixo representam reflexões da luz em espelhos esféricos. Seja C o centro de curvatura, F o foco principal e V o vértice do espelho. Quais são os esquemas corretos? 17. A imagem de um objeto real, obtida com um espelho esférico, é virtual. O espelho é côncavo ou convexo? 18. Um objeto real é colocado exatamente no centro de curvatura C de um espelho esférico côncavo, conforme a figura. Seja F o foco principal e V o vértice do espelho. A imagem obtida é real ou virtual? Direita ou invertida? Ela é maior, menor ou tem a mesma altura do objeto? Em que ponto a imagem se forma? 21. Um objeto linear é colocado a 18 cm de um espelho esférico. A imagem formada é real e sua altura é metade da altura do objeto. a) O espelho é côncavo ou convexo? b) A imagem é direita ou invertida? c) A que distância do espelho se forma a imagem? d) Qual é a distância focal do espelho? E seu raio de curvatura? 22. Um objeto linear de 5 cm de altura encontrase a 10 cm de um espelho esférico convexo, cuja distância focal é, em valor absoluto, igual a 10 cm. Determine: a) a distância da imagem ao espelho; b) a distância entre o objeto e a imagem; c) o aumento linear transversal; d) a altura da imagem. 23. Um objeto linear é colocado diante de um espelho côncavo e pretende-se projetar a imagem formada numa tela situada a 60 cm do espelho, de modo que ela fique ampliada cinco vezes. 19. Um objeto real é colocado a 15 cm de um espelho esférico côncavo de distância focal 10 cm. a) Dê as características da correspondente imagem. b) Desloca-se o objeto de modo que ele fique a 25 cm do espelho. Quais são as características da nova imagem obtida? 20. Um objeto real de altura AB é colocado exatamente no foco principal F de um espelho esférico côncavo, conforme a figura. Seja C o centro de curvatura e V o vértice do espelho. Desenhe os raios refletidos correspondentes aos dois raios incidentes que partem do extremo A, indicados na figura. Determine: a) a distância do objeto ao espelho; b) a distância focal do espelho. Revisando o conteúdo: 1. (UFPB) As folhas de uma árvore, quando iluminadas pela luz do Sol, mostram-se verdes porque: a) refletem difusamente a luz verde do espectro solar. b) absorvem somente a luz verde do espectro solar. c) refletem difusamente todas as cores do espectro solar, exceto o verde. d) difratam unicamente a luz verde do espectro solar. e) a visão humana é mais sensível a esta cor. Página 3 2. (Unitau-SP) Num cômodo escuro, uma bandeira do Brasil é iluminada por uma luz monocromática amarela. O retângulo, o losango, o círculo e a faixa central da bandeira apresentariam, respectivamente, as cores: a) verde, amarela, azul, branca.

4 b) preta, amarela, preta, branca. c) preta, amarela, preta, amarela. d) verde, amarela, verde, amarela. e) amarela, amarela, amarela, amarela. Nessas condições, a nova imagem I2 tem uma altura h e sua nova distância, em relação ao espelho E, é x. 3. (UFPE) O feixe laser horizontal de um apontador incide em um espelho plano fixado na parede vertical de uma sala. Pode-se afirmar que os valores de h e x são, respectivamente: a) H e L + d b) H e d c) Hd/L e 2d d) H e L d e) HL/d e L + d De acordo com os comprimentos mostrados na figura, o segmento L mede: a) 2,5 m b) 3,0 m c) 3,5 m d) 4,0 m e) 4,5 m 4. (UFPI) Uma bola vai do ponto A ao ponto B sobre uma mesa horizontal, segundo a trajetória mostrada na figura a seguir. Perpendicularmente à superfície da mesa, existe um espelho plano. Pode-se afirmar que a distância do ponto A à imagem da bola quando ela se encontra no ponto B é igual a: a) 8 cm b) 12 cm c) 16 cm d) 20 cm e) 32 cm 5. (Pasusp) Uma vela, de altura H, é colocada diante de um espelho plano E. A vela encontra-se a uma distância L do espelho e produz uma imagem I1, de mesma altura H e distância L do espelho, como mostrado na figura. Desloca-se o espelho para a direita de uma distância d. 6. (Cefet-AL) Uma pessoa está parada em frente a um grande espelho plano, observando a sua própria imagem, e começa a lembrar dos conceitos aprendidos no Ensino Médio, na disciplina Física. Levando-se em conta que se trata de um espelho plano, analise as afirmações a seguir. 1. A imagem tem as mesmas dimensões do objeto 2. A imagem e o objeto estão simetricamente colocados em relação ao plano do espelho. 3. A imagem formada é real e menor que o objeto. 4. A imagem e o objeto apresentam formas contrárias, isto é, são figuras enantiomorfas. Estão corretas: a) apenas 1 e 2. b) apenas 3 e 4. c) apenas 1, 2 e 4. d) apenas 1, 2 e 3. e) 1, 2, 3 e (Uece) Você está em pé em uma sala, parado diante de um espelho vertical no qual pode ver, apenas, dois terços de seu corpo. Considere as ações descritas a seguir: 1. Afastar-se do espelho. 2. Aproximar-se do espelho. 3. Usar um espelho maior, cuja altura lhe permita ver seu corpo inteiro quando você está na sua posição inicial. Você gostaria de ver seu corpo inteiro refletido no espelho. Para atingir seu objetivo, das ações listadas anteriormente, você pode escolher: a) apenas a 1. b) apenas a 2. c) apenas a 3. d) a 1 ou a 3 apenas. 8. (Uenp-PR) Um homem, ao olhar-se num espelho plano, retangular, fixado no plano de Página 4

5 uma parede vertical, 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 afasta-se, 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) toma-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, em relação ao espelho, com o dobro da velocidade do homem. e) desloca-se com metade da velocidade do homem. 9. (UFRJ) Os quadrinhos a seguir mostram dois momentos distintos. No primeiro quadrinho, Maria está na posição A e observa sua imagem fornecida pelo espelho plano E. Ela, então, caminha para a posição B, na qual não consegue mais ver sua imagem; no entanto, Joãozinho, posicionado em A, consegue ver a imagem de Maria na posição B, como ilustra o segundo quadrinho. perpendicularmente aos espelhos, conforme mostra a figura. Assinale a alternativa que corresponde às três imagens formadas pelos espelhos. 12. (Ufam) Um raio de luz, i, incide paralelamente ao eixo principal de um espelho côncavo de raio de curvatura de 60 cm. Reproduza o esquema ilustrado abaixo e desenhe raios luminosos apropriados que mostrem como Joãozinho consegue ver a imagem de Maria. 10. (UFPA) Um ponto luminoso é colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 45º. O número de imagens desse ponto luminoso é igual a: a) 8 b) 7 c) 10 d) 11 e) 12 O raio refletido vai atravessar o eixo principal no ponto da abscissa, em centímetro, igual a: a) 30 b) 10 c) 20 d) 60 e) (Cefet-RJ) Um espelho côncavo de 20 cm de raio e um pequeno espelho plano estão frente a frente. O espelho plano está disposto perpendicularmente ao eixo principal do côncavo. Raios luminosos paralelos ao eixo principal são refletidos pelo espelho côncavo; em seguida, refletem-se também no espelho plano e tornamse convergentes em um ponto do eixo principal, como mostra a figura (fora de escala). 11. (Fuvest-SP) Considere dois espelhos planos E1 e E2 que formam um ângulo reto. Um ladrilho no qual está escrita a letra F é colocado Página 5

6 Sabendo-se que o espelho plano situa-se a uma distância de 2 cm do foco do espelho côncavo, a distância do espelho plano ao vértice V do espelho côncavo vale: a) 10 cm b) 6 cm c) 2 cm d) 8 cm 14. (UEM-PR) Em um holofote, a lâmpada é colocada no foco do espelho côncavo para que: a) o feixe transmitido pelo espelho seja constituído de raios paralelos. b) os raios de luz refletidos pelo espelho convirjam para o alvo. c) o feixe transmitido pelo espelho seja mais intenso. d) o feixe refletido forme uma imagem virtual. e) o feixe refletido seja constituído de raios paralelos. 15. (Mackenzie-SP) Um objeto real se encontra sobre o eixo principal de um espelho côncavo, de distância focal 10 cm, e a 20 cm do vértice do espelho. Sendo obedecidas as condições de Gauss, sua imagem é: a) real e direita. b) real e invertida. c) virtual e direita. d) virtual e invertida. e) imprópria, localizada no infinito. 16. (Unesp) Um estudante compra um espelho retrovisor esférico convexo para sua bicicleta. Se ele observar a imagem de seu rosto conjugada com esse espelho, vai notar que ela é sempre: a) direita, menor que o seu rosto e situada na superfície do espelho. b) invertida, menor que o seu rosto e situada atrás da superfície do espelho. c) direita, menor que o seu rosto e situada atrás da superfície do espelho. d) invertida, maior que o seu rosto e situada atrás da superfície do espelho. e) direita, maior que o seu rosto e situada atrás da superfície do espelho. 17. (Uespi) Quando você olha em um espelho esférico côncavo e vê seu rosto aumentado, pode-se dizer que, em relação ao espelho, o seu rosto se encontra: a) mais afastado que o centro de curvatura do espelho. b) exatamente no centro de curvatura do espelho. c) entre o centro de curvatura e o foco do espelho. d) exatamente no foco do espelho. e) entre o foco e o espelho. 18. (Unioeste-PR) 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 para 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. 19. (Uespi) Um palito é fixado perpendicularmente ao eixo central de um espelho esférico côncavo. Ambos, o palito e a sua imagem real, encontram-se à distância de 30 cm do espelho. Pode-se concluir que tal espelho possui distância focal de: a) 15 cm b) 30 cm c) 45 cm d) 60 cm e) 75 cm 20. (UEG-GO) Corforme a ilustração abaixo, um objeto de 10 cm de altura move-se no eixo de um espelho esférico côncavo com raio de curvatura R = 20 cm, aproximando-se dele. O objeto parte de uma distância de 50 cm do vértice do espelho, animado com uma velocidade constante de 5 cm/s. Responda ao que se pede a) No instante t = 2 s, quais são as características da imagem formada? Justifique. b) Em qual instante a imagem do objeto se formará no infinito? Justifique. c) No instante t = 7 s, qual é a posição e tamanho da imagem formada? Justifique. 21. (Unifal-MG) Um objeto real, direito, situado no eixo principal de um espelho esférico côncavo, 20 cm distante do vértice do espelho, forma uma imagem real situada a 60 cm do vértice do espelho. Assinale a alternativa correta. a) A imagem formada está entre o foco e o centro de curvatura. Página 6

7 b) A imagem formada é maior que o objeto e direita. c) A distância focal do espelho é de 30 cm. d) A imagem é menor que o objeto e invertida. e) O objeto está situado entre o foco e o centro de curvatura do espelho. 22. (Unimontes-MG) A figura abaixo representa um espelho esférico côncavo em que a imagem tem uma altura três vezes maior que a do objeto. Calcule o valor da distância d entre a tela e o centro de curvatura C, comum aos dois espelhos, quando a imagem do Sol se forma com nitidez sobre a tela. As posições do objeto e da imagem são, respectivamente: a) 10 cm e 20 cm b) 20 cm e 30 cm c) 10 cm e 30 cm d) 30 cm e 40 cm 23. (UFS-SE) Considere dois espelhos esféricos, de raios de curvatura 20 cm cada, sendo um côncavo e o outro convexo. Analise as afirmações acerca da imagem de uma pequena vela, colocada sobre o eixo principal do espelho, e classifique-as em verdadeira ( V ) ou falsa (F). Se a vela for colocada: ( ) a 20 cm de qualquer dos dois espelhos, a imagem formada tem o mesmo tamanho da vela. ( ) a 15 cm do espelho convexo, sua imagem é virtual. ( ) a 15 cm do espelho côncavo, sua imagem será real. ( ) a 25 cm do espelho côncavo, sua imagem pode ser captada num anteparo. ( ) à distância menor que 10 cm do espelho côncavo, a imagem da vela é invertida. 24. (UFRJ) Um dispositivo para a observação da imagem do Sol é constituído por dois espelhos esféricos concêntricos e uma tela, como ilustra a figura a seguir. O espelho convexo tem raio de curvatura R1 igual a 12 cm e o espelho côncavo tem raio de curvatura R2 igual a 30 cm. Gabarito: 1. e 2. Iluminada com luz solar, a rosa apresenta-se vermelha porque reflete difusamente a luz vermelha e absorve as demais cores. Já as folhas verdes, iluminadas com luz solar, refletem difusamente a luz verde e absorvem as demais. Em um ambiente iluminado com luz monocromática verde, a flor será vista na cor preta e as folhas serão vistas na cor verde. 3. Os retângulos brancos serão vistos amarelos, o quadrilátero vermelho e o retângulo azul serão vistos pretos e o retângulo amarelo será visto amarelo α = 30 6.a) d = 15 cm b) 20 cm e 35 cm cm 8. c s. 11. Ele não consegue se ver de corpo inteiro c cm 16. I, II, IV e VI. 17. Se a imagem virtual é menor, o espelho é convexo. Se é maio, o espelho é côncavo. 18. A imagem é real, invertida, tem a mesma altura do objeto e se forma sobre o ponto C. 19. a) real, invertida e maior. b) real, invertida e menor a) côncavo b) invertida c) 9 cm d) 6 cm e 12 cm. 22. a) -5 cm b) 15 cm c) 0,5 d) 2,5 cm. 23. a) 12 cm b) 10 cm. Revisando o conteúdo: 1. a 2. c 3. d 4. d 5. a 6. c 7. c 8. c b 11. c 12. a 13. d 14. e 15. b 16. c 17. e 18. a 19. a 20. a) imagem real, invertida e maior que o objeto. b) t = 8 s. c) 30 cm e 20 cm. 21. e 22. c 23. FVVVF 24. d = 10 cm. Página 7