Aluno(a): Nº. Professor: Fabrízio Gentil Série: 3 o ano Disciplina: Física - Óptica

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1 Lista de Exercícios Pré Universitário Uni-Anhanguera Aluno(a): Nº. Professor: Fabrízio Gentil Série: 3 o ano Disciplina: Física - Óptica 01 - (PUC SP) Um objeto é inicialmente posicionado entre o foco e o vértice de um espelho esférico côncavo, de raio de curvatura igual a 30cm, e distante 10cm do foco. Quando o objeto for reposicionado para a posição correspondente ao centro de curvatura do espelho, qual será a distância entre as posições das imagens formadas nessas duas situações? a) 37,5cm b) 22,5cm c) 7,5cm d) 60cm e) Zero 02 - (MACK SP) Um pequeno objeto foi colocado sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo, que obedece às condições de Gauss, conforme ilustra a figura ao lado. O raio da esfera, da qual foi retirada a calota que constitui o espelho, mede 1,00 m. Nessas condições, a distância entre esse objeto e sua respectiva imagem conjugada é de a) 240 cm b) 150 cm c) 75 cm d) 60 cm e) 50 cm 03 - (UNESP) Observe o adesivo plástico apresentado no espelho côncavo de raio de curvatura igual a 1,0 m, na figura 1. Essa informação indica que o espelho produz imagens nítidas com dimensões até cinco vezes maiores do que as de um objeto colocado diante dele. 1

2 Considerando válidas as condições de nitidez de Gauss para esse espelho, calcule o aumento linear conseguido quando o lápis estiver a 10 cm do vértice do espelho, perpendicularmente ao seu eixo principal, e a distância em que o lápis deveria estar do vértice do espelho, para que sua imagem fosse direita e ampliada cinco vezes (MACK SP) Obedecendo às condições de Gauss, um espelho esférico fornece, de um objeto retilíneo de altura y, colocado perpendicularmente ao seu eixo principal, uma imagem direita e de altura 2 y. A distância entre essa imagem e o objeto é de 30 cm. O raio de curvatura desse espelho mede a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm e) 50 cm 05 - (UEFS BA) Espelhos esféricos podem ser utilizados para diversos fins: por exemplo, ampliar o campo visual para facilitar a segurança dos estabelecimentos ou para ampliar as dimensões das imagens. Diante de um espelho esférico, um homem fica situado a 2,0m do vértice e visa a sua imagem direita e ampliada três vezes. A distância focal do espelho, em metros, e a sua natureza correspondem, respectivamente, a a) 3,0 e convexo. b) 6,0 e côncavo. c) 3,0 e côncavo. d) 1,5 e convexo. e) 1,5 e côncavo (FCM MG) Dois espelhos esféricos côncavos de 40 cm de raio são colocados a um metro de distância, um de frente para o outro. Uma vela acesa é posicionada a 60 cm de um dos espelhos. A distância entre as duas primeiras imagens formadas da vela é de: a) 10 cm. b) 20 cm. c) 30 cm. d) 40 cm (UNISA SP) 2

3 Para comprar um espelho especial para análise bucal, um dentista se dirige a uma loja do ramo e encontra algumas opções fornecidas pelo vendedor. Para escolher aquele que lhe forneça maior aumento, fato este de extrema importância para o profissional, ele estima a distância do espelho ao dente a ser observado em cerca de 1,0 cm. São oferecidos a ele cinco espelhos de tipos e raios de curvatura diferentes. Para que consiga ter o maior aumento possível, deverá escolher um a) côncavo, de raio de curvatura R = 4,0 cm. b) côncavo, de raio de curvatura R = 5,0 cm. c) côncavo, de raio de curvatura R = 6,0 cm. d) convexo, de raio de curvatura R = 1,0 cm. e) convexo, de raio de curvatura R = 3,0 cm (UFRN) Os carros modernos usam diferentes tipos de espelhos retrovisores, de modo que o motorista possa melhor observar os veículos que se aproximam por trás dele. As Fotos 1 e 2 abaixo mostram as imagens de um veículo estacionado, quando observadas de dentro de um carro, num mesmo instante, através de dois espelhos: o espelho plano do retrovisor interno e o espelho externo do retrovisor direito, respectivamente. Foto 1 Foto 2 A partir da observação dessas imagens, é correto concluir que o espelho externo do retrovisor direito do carro é a) convexo e a imagem formada é virtual. b) côncavo e a imagem formada é virtual. c) convexo e a imagem formada é real. d) côncavo e a imagem formada é real (PUC RJ) 3

4 Para o espelho côncavo esférico da figura, onde R = 10 cm, s = 30 cm, determine a distância s em cm da imagem ao vértice do espelho. a) 3. b) 5. c) 6. d) 10. e) (UEFS BA) Uma pequena vela acesa encontra-se sobre o eixo principal de um espelho esférico gaussiano côncavo, situada a 12,0cm do vértice do espelho. Sabendo-se que o raio de curvatura do espelho é de 40,0cm, um observador, diante do espelho, vê a imagem da vela a) real, invertida e menor. b) real, invertida e maior. c) virtual, direita e maior. d) virtual, direita e do mesmo tamanho. e) real, invertida e do mesmo tamanho (UDESC) Maria deseja comprar um espelho para se maquiar. Ela quer que sua imagem seja ampliada 1,50 vezes quando estiver a 20,0 cm do espelho. As características que devem ter este espelho são: a) côncavo com raio de curvatura igual a 24,0 cm b) côncavo com raio de curvatura igual a 120 cm c) convexo com raio de curvatura igual a 120 cm d) convexo com foco igual a 12,0 cm e) côncavo com foco igual a 12,0 cm 12 - (UEFS BA) Um motorista olha para o seu retrovisor e vê a imagem de seu rosto, como sendo direita e cinco vezes menor. Estando o motorista a 60,0cm do retrovisor, é correto afirmar que o tipo do espelho e o módulo do raio de curvatura desse espelho são, respectivamente, a) plano e 10,0cm. 4

5 b) côncavo e 10,0cm. c) convexo e 15,0cm. d) côncavo e 20,0cm. e) convexo e 30,0cm (PUC RJ) Uma onda luminosa se propaga em um meio cujo índice de refração é 1,5. Determine a velocidade de propagação desta onda luminosa no meio, em m/s. Considere a velocidade da luz no vácuo igual a 3, m/s a) 0, b) 1, c) 2, d) 2, e) 3, (FPS PE) Um feixe de luz vermelha é emitido por uma caneta laser (apontador laser) e viaja no ar com uma velocidade de propagação da ordem de Km/s (c = m/s). O feixe de laser passa através de uma peça de acrílico cujo índice de refração vale n = 1,46. A velocidade de propagação do feixe de laser dentro da peça de acrílico será, aproximadamente, de: a) 1, m/s b) 3, m/s c) 5, m/s d) 4, m/s e) 2, m/s 15 - (UECE) Um raio de luz monocromático reduz sua velocidade em 50 % ao passar do meio I para o meio II. Podemos afirmar que o índice de refração do meio II é maior que o índice de refração do meio I: a) 1,3 vezes b) 1,5 vezes c) 2,0 vezes d) 2,5 vezes 16 - (UFLA MG) Na figura abaixo, observa se um raio de luz que atravessa o meio 1 e passa para o meio 2 sofrendo uma refração, de forma que o raio refratado afasta se da normal N. Analisando esse fenômeno óptico, é CORRETO afirmar: 5

6 a) a velocidade da luz é a mesma nos dois meios. b) a velocidade da luz no meio 2 é maior que a velocidade da luz no meio 1. c) a velocidade da luz no meio 1 é maior que a velocidade da luz no meio 2. d) a velocidade da luz não influencia o fenômeno de refração, pois esse fenômeno depende apenas da refringência do meio (CEFET PR) Na figura está representada a trajetória de um raio luminoso que se propaga num meio (1) e refrata na direção rasante no meio (2). Os meios (1) e (2) são isótropos, homogêneos e transparentes. Dessa forma, considere as seguintes afirmações: I. A velocidade de propagação da luz é maior no meio (1) do que no meio (2). II. O índice de refração absoluto do meio (1) é maior do que do meio (2). III. O índice de refração do meio 2 em relação ao meio (1) é igual a 2. É correto o que se afirma apenas em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III (UEM PR) Um feixe de laser é dirigido para a superfície das águas plácidas de um lago, como ilustra a figura abaixo. Quais pontos seriam iluminados pelo laser? 6

7 a) 1 e 3. b) 1 e 2. c) 2 e 4. d) 2 e 3. e) 3 e (UEPB) Em 1621, o cientista holandês Willebrord van Roijen SNELL ( ) investigou o fenômeno físico da propagação da luz em diversos meios, e estabeleceu, baseado na evidência experimental, a lei que levou o seu nome Lei de Snell ou Lei da Refração. Considere esta lei aplicada à seguinte situação: O índice de refração absoluto (n) de um meio material (conforme a figura) é definido como sendo a razão entre a velocidade da luz no meio 1 e a velocidade da luz no meio 2. A tabela a seguir relaciona o índice de refração para sete meios materiais diferentes. Se necessário, adote c = m/s. Meio material Vácuo Ar Água Álcool etílico Óleo Vidro (crown) Vidro (flint) Índice de refração 1,0000 1,0003 1,3300 1,3600 1,4800 1,5000 1,6600 Com base nessa tabela, é correto afirmar que a) a velocidade da luz não se altera quando muda de meio. b) a velocidade da luz no vidro (crown) é a mesma que no vidro (flint). c) o ar é o meio onde a luz apresenta maior velocidade. d) o vidro (flint) é o meio onde a luz viaja mais rápido do que no óleo. e) na água a luz viaja mais rápido do que no álcool etílico (UNESP) O índice de refração absoluto de um determinado material é encontrado fazendo uma relação entre a velocidade da luz no vácuo e no material. Considerando o índice de refração da água como sendo, aproximadamente, 1,3 e a velocidade da luz no vácuo como sendo 3,0x10 8 m/s, a melhor estimativa para a velocidade da luz na água é a) 0,4x10 8 m/s. b) 0,9x10 8 m/s. c) 2,3x10 8 m/s. d) 3,0x10 8 m/s. e) 3,9x10 8 m/s 7

8 21 - (UNIFOR CE) Um raio de luz monocromático se propaga num meio A, onde o índice de refração para essa luz vale n A. Quando incide na superfície plana de separação com outro meio B, de índice de refração n B, formando com a superfície um ângulo α, o raio refratado é tangente à superfície, como mostra o esquema. Nessas condições é correto afirmar que: a) b) c) d) e) cos α = cos α = tg α = sen α = sen α = 22 - (MACK SP) Quando um raio de luz monocromática, proveniente de um meio homogêneo, transparente e isótropo, identificado por meio A, incide sobre a superfície de separação com um meio B, também homogêneo, transparente e isótropo, passa a se propagar nesse segundo meio, conforme mostra a ilustração ao lado. Sabendo-se que o ângulo α é menor que o ângulo β, podemos afirmar que: a) no meio A a velocidade de propagação da luz é menor que no meio B. b) no meio A a velocidade de propagação da luz é sempre igual à velocidade no meio B. c) no meio A a velocidade de propagação da luz é maior que no meio B. d) no meio A a velocidade de propagação da luz é maior que no meio B, somente se α é o ângulo limite de incidência. e) no meio A a velocidade de propagação da luz é maior que no meio B, somente se α é o ângulo limite de refração. 8

9 GABARITO: 1) Gab: A 2) Gab: A 3) Gab: A = 1,25 p = 40cm 4) Gab: D 5) Gab: C 6) Gab: C 7) Gab: A 8) Gab: A 9) Gab: C 10) Gab: C 11) Gab: B 12) Gab: E 13) Gab: C 14) Gab: E 15) Gab: C 16) Gab: B 17) Gab: B 18) Gab: A 19) Gab: E 20) Gab: C 21) Gab: B 22) Gab: C 9