Resoluções de Exercícios

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1 Resoluções de Exercícios FÍSICA III Caítulo 13 Sistemas Óticos Reflexivos 01 D Dados: Para odermos determinar a alternativa correta, devemos determinar, e R. Equação de Gauss: 01 A) Imagem real, untiforme no foco. Convenção de sinais: que a imagem será virtual. B) Imagem real, menor e localizada entre o centro e o foco. menor que o objeto. Para um objeto real uma imagem virtual e menor somente será obtida em um eselho convexo (foco virtual). (imagem virtual) 02 C C) Imagem real, maior e localizada além do centro. D) Imagem imrória (no infinito). -se que a imagem rojetada é real e invertida, temos: Da Equação de Gauss, vem: E) Imagem virtual, direita e maior. 01 C Os eselhos concentram a energia na torre ara ossibilitar a geração de energia elétrica com maior velocidade. 02 C F) Imagem virtual, direita e menor. lhos juntos simulam o funcionamento de um grande eselho côncavo. 01 B O aquecimento será maior no foco, logo em P, e gradativamente menor à medida em que nos afastamos do foco. P 3 e P são equidistantes do foco e logo estarão na mesma temeratura. Temeratura esta maior que P 2, que or sua vez é maior que P 1. FÍSICA III FÍSICA Volume 04 19

2 01 C I. Correta. II. Correta. III. Errada. Todo raio, que incide aralelo ao eixo rincial, reflete-se na direção do foco. 07 A Objetos colocados entre o foco e o vértice receberão imagens virtuais, direitas e maiores. 02 A A imagem será virtual nos casos I, IV e V. Caso I: De acordo com as medidas dadas, temos que a distância focal do eselho é igual a 1 m Caso IV: o objeto está entre o foco e o vértice do eselho côncavo. Observe o esquema a seguir. Caso V: 03 C incide nesse eselho assa elo centro de curvatura desse eselho. O o raio que incide nesse eselho assa elo foco. A imagem do eselho côncavo será refletida elo eselho lano. O eselho lano não altera as dimensões da imagem. Troca, aenas, o lado esquerdo elo direito (enantiomorfa). 04 D Analisando a figura dada, notamos que a imagem do objeto real está invertida e amliada. Esse caso só acontece ara um eselho esférico côncavo, quando o objeto está entre o centro de curvatura (C) e o foco (F), como ilustra a figura a seguir. 09 D Para o filamento I no foco, temos: 05 C Observe o esquema a seguir que mostra a imagem conjugada or um eselho convexo: Para o filamento II entre o foco e o vértice, temos: Observe que a imagem formada elo eselho convexo é menor que - confundida com a visão de algo que está distante. 06 C No eselho esférico convexo, a imagem de um objeto real é semre: virtual (atrás do eselho), direita e menor, situada entre o foco e o vértice. 10 B Dados: 20 FÍSICA Volume 04 FÍSICA III

3 04 B devem ser aralelos. Dessa forma os raios refletidos devem convergir 05 E O artista recisa de uma imagem virtual, direita e maior, que só é obtida num eselho CÔNCAVO, com o objeto osicionado entre o foco e o vértice deste, ortanto, das oções oferecidas, somente a E seria adequada. 01 E Dados: 06 A que ele está sobre o centro de curvatura, ou seja, o raio do eselho é 07 D A imagem virtual, direita e menor, or si só já aonta ara um eselho convexo. Confirmando com o cálculo: Dados: 02 C Dados: f Dados: O sinal negativo deve-se ao fato do eselho ser convexo. 09 B Dados: 03 D Dados: Na equação da amliação, desconsideramos os sinais, ois trata-se de uma mera semelhança de triângulos: 10 A Dados: FÍSICA III FÍSICA Volume 04 21

4 Alicando a equação de Gauss ara o objeto A, temos: Alicando a equação de Gauss ara o objeto B, temos: 01 A) Imagem real, untiforme em F. Pela figura: B) Imagem real, invertida, menor e entre F e A. Caítulo 14 Sistemas Óticos Refrativos C) Imagem real, invertida, maior e além de A. 01 E no meio mais refringente, ele vê a imagem do objeto mais róxima ao laser, Marcos deverá aontá-lo ara a imagem, ois quando a luz do laser entrar na água, aroxima da normal e chega ao onto B. Observe as figuras a seguir. D) Imagem imrória (no infinito). Trajetória da luz que sai do eixe e chega em Marcos. E) Imagem virtual, direita e maior. Trajetória da luz que sai do laser e chega ao eixe. 02 E Observe a figura a seguir: F) Imagem virtual, direita e menor. 22 FÍSICA Volume 04 FÍSICA III

5 01 E Hiermetroia Falta de convergência da córnea Correção com lentes convergentes. Mioia Excesso de convergência da córnea Correção com lentes divergentes. Astigmatismo Correção com lentes cilíndricas. 02 D Os raios luminosos que saem do láis sofrem refração ante de chegarem aos nossos olhos. Isso faz com que vejamos uma imagem do láis, roorcionada ela refração. 03 A Aenas o raio refratado vindo do eixe M será visto elo observador. Os raios refratados que foram emitidos elos outros eixes assam abaixo da osição do observador. 02 D Na fase de envelhecimento, o globo ocular não consegue mais acomodar a fim de formar imagens que sejam rojetadas na retina, quando objetos reais são disostos róximos, conforme indica o esquema: Sintoma semelhante têm as essoas hiermétroes. Tanto a resbioia quanto a hiermetroia odem ser corrigidas elo uso de lentes convergentes. 04 B 03 E O olho humano é um instrumento ótico muito imortante. Ele aresenta uma lente biconvexa, denominada cristalino, situada na região anterior do globo ocular. As sensações luminosas recebidas ela retina na frente da retina, uma essoa tem o olho míoe e necessita usar lente divergente ara a correção da visão. Como os raios luminosos emitidos elo mosquito aroximam da normal ao entrar na água, o eixe observará uma imagem do mosquito na osição K. 01 D Para corrigir a mioia cirurgicamente, é necessário diminuir a curvatura da córnea, ou seja, é reciso aumentar o raio R 1. Caso a oção seja elos óculos, eles deverão ter lentes divergentes. 05 A A figura mostra o trajeto de um raio luminoso que sai do cão e chega ao eixe: 01 C O observador enxerga como se o raio que chegou ao olho dele não sofresse desvio. Observe a figura. A figura mostra o trajeto de um raio luminoso que sai do eixe e chega ao cão. Como a imagem é obtida elo rolongamento do raio refratado, devemos classificá-la como virtual. 06 D A figura mostra um raio refletido elo eixe, que atinge o olho do observador. Ao refratar-se da água ara o ar, ele sofre desvio em sua trajetória. O observador vê a imagem do eixe acima de sua osição real, ortanto, se quiser acertar, tem que atirar abaixo da osição aarente. FÍSICA III FÍSICA Volume 04 23

6 Para a garrafa dentro da água, temos uma imagem obtida ela refração. Essa imagem fica mais róxima da suerfície, dando a ideia de que a garraga é menor. 07 B Imaginemos que o ael seja um objeto dentro do vidro a 3 cm de rofundidade. 01 A A rimeira lente de bordos delgados é a biconvexa e a rimeira lente de bordos esessos é a bicôncava. 02 B Dados: Dados: 03 B índice de refração do meio. Nessa condição, todas as lentes de bordos 04 A Se n 1 > n 2, a lente 1 (bordas finas) é convergente e a lente 2 (bordas grossas) é divergente. Caso n 1 < n 2, a rimeira assa a ser divergente e a segunda, convergente. 09 D A criança que olha aenas uma face do aquário verá aenas uma imagem do eixe. A criança que olha duas faces do eselho verá duas imagens do mesmo eixe. 05 B A lua é uma lente convergente, que nos dá imagens virtuais, direitas e maiores de objetos osicionados dentro de sua distância focal. 10 D Para a garrafa fora da água, a suerfície da água funciona como um eselho lano. Nesse caso o objeto e a imagem devem ser simétricos em relação ao eselho, sem alteração de tamanho. Observe a figura a seguir. 06 B Os raios solares, raticamente aralelos, convergem ara o foco da lente, que deve estar sobre as rovas. 24 FÍSICA Volume 04 FÍSICA III

7 07 C Enquanto a lente continuar no mesmo meio e com o mesmo formato, seu funcionamento não se altera, indeendente do sentido de roagação da luz. 08 B Dados: 04 B (abertura) aumenta, graças à diminuição da íris, ara que os olhos recebam maior luminosidade. Paralelamente ara focalizar um objeto mais róximo, os músculos ciliares se contraem, aumentando a curvatura e a convergência do cristalino, diminuindo a sua distância focal ara que a imagem caia na retina. 05 A A imagem dos olhos do rofessor Elmo é virtual, direita e MAIOR. A lente caaz de roduzir esse tio de imagem (ara um objeto real) é convergente, conforme o esquema, sendo F e F os focos da lente. 09 D Dados: 10 B Dados: Para uma justaosição de lentes, temos: 06 B Se ele usa lente convergente, o sistema ótico formado somente elo seu olho não está dando aos raios convergência suficiente ara focalizá-los na retina. Isso significa que, quando sem óculos, a imagem está se formando deois da retina, conforme ilustra o esquema. 07 E O rimeiro ar de óculos roduz uma imagem virtual, direita e menor que o objeto. Isso significa que a lente é do tio divergente, usada ara correção de mioia. O segundo ar também faz uma imagem virtual e direita, mas agora maior que o objeto, indicando assim que se trata de uma lente convergente, usada ara correção de hiermetroia. Isso já define a alternativa E. O terceiro ar romove a distorção de linhas que caracteriza uma lente cilíndrica usada ara a correção do astigmatismo. corrigir o roblema com uma lente convergente. O globo ocular B com uma lente divergente. 09 B De acordo com o enunciado, Machado de Assis era míoe e só enxergava objetos que estivessem localizados a, no máximo, 2 m de distância (onto remoto). Como a correção da mioia se faz através da utilização de lentes 01 E I. Correta. II. Correta. III. Errada lentes do olho formam uma imagem antes da retina. Para diminuir a convergência das lentes do olho, devemos usar lentes divergentes. IV. Correta. 02 A A indicação de lente cilíndrica ara o olho direito ermite concluir que José tem astigmatismo nesse olho. A indicação de lente esférica com convergência negativa (lente divergente) ara os dois olhos ermite concluir que José é míoe nos dois olhos. A indicação de lente com convergência ositiva (lente convergente) ara os dois olhos junto ao fato de José já ser míoe, ermite concluir que ele tem resbioia nos dois olhos. Ele não ode ter hiermetroia, ois é míoe. 03 A O comortamento descrito caracteriza a mioia e ede correção com lentes divergentes. dos ontos conjugados, tem-se: 10 C Os defeitos da visão que atraalham aenas a visão de objetos róximos são a hiermetroia e a resbioia. Entre as oções dadas temos aenas a hiermetroia. Para calcular a distância mínima de visão distinta ara esse olho (onto róximo do hiermétroe) observe o esquema a seguir. FÍSICA III FÍSICA Volume 04 25

8 Dados: 01 C Dados: Caítulo 15 Instrumentos Óticos temos: 01 D Um microscóio comosto é constituído de duas lentes convergentes e tem como objetivo a amliação. 02 D Dados: 03 A Observe a ergunta. Ele deseja a distância entre o slide e a tela. Veja a figura a seguir. 02 A Pela figura odemos observar que os raios luminosos tornam-se convergente. Podemos observar que um raio que incide na lente Y, aralelo ao eixo rincial, curva em direção ao eixo aós assar ela Pela figura odemos observar que a distância edida será: O enunciado forneceu as seguintes informações: 01 B A) Errada. A luz é uma onda transversal. B) Correta. A Total 1 A 2. C) Errada. A imagem I 1 é formada elos raios emergentes da lente 1, D) Errada. I 2 é invertida em relação a O. E) Errada. A imagem I 2 é obtida a artir do rolongamento dos raios 02 A A seguir aresentamos uma figura de uma lente com um objeto real colocado entre o foco e o onto antirincial objeto: Para acharmos e, devemos trabalhar com as duas equações: Como a imagem é rojetada na tela e obtida elos rórios raios que saíram da lente (sem rolongamentos), odemos afirmar que a na Equação de Gauss. Observe: Como A distância d será: d 26 FÍSICA Volume 04 FÍSICA III

9 04 A No ar, lentes de bordas finas (biconvexa, lano-convexa ou côncavo- -convexa) são convergentes e lentes de bordas grossas (bicôncava, lano-côncava ou convexo-côncava) são divergentes. 05 C Eselho rimário: Eselho secundário: O objeto à esquerda é maior que a imagem no filme (à direita) e, or isso, deve estar a uma distância da lente maior que a imagem, que também é invertida. Observe também que tanto o objeto e a imagem estão fora da distância focal. 06 B A linha tracejada indica a osição do foco da objetiva ois corresonde à osição da imagem conjugada ara um objeto muito distante. do outro lado e ermanece invertida. Observe que a imagem real do eselho rimário servirá de objeto virtual ara o eselho secundário. 07 B 01 A A objetiva roduz uma imagem (I objetiva ) real, invertida em relação ao objeto, ao asso que a ocular roduz uma imagem (I ocular ) que é virtual e direita em relação a I 1. A objetiva é uma lente convergente (V > 0). Para roduzir imagens reais sobre o filme, seu foco deve estar antes dele (f Portanto, servirão lentes com C 09 A De acordo com o enunciado, a lente lano-convexa aresenta as seguintes características: 02 C Dados: Pela figura concluímos que os raios que saem do eselho 1 são aralelos ao eixo rincial. Nesse caso os raios incidentes nesse eselho incidiram na direção do foco (F M ). Dessa forma a distância SM será: Também ela figura odemos observar que os raios que incidem no eselho 2 refletem sobre si mesmo. Nesse caso o raio incidente ao eselho 2 incidiu na direção do centro do eselho 2. Dessa forma a distância SN será: 03 B A luz, que é emitida elo eixe, deverá assar do meio mais refringente Procedendo-se às substituições numéricas na equação fornecida, tem-se: que chega ao observador sofre um desvio angular. Esse desvio faz com que o observador veja uma imagem do eixe acima da osição real em que este se encontra. Observe a figura. 10 D Ponto objeto: Ponto formado elo encontro dos raios incidentes Ponto imagem: Ponto formado elo encontro dos raios emergentes do sistema. Para avaliarmos os ontos objeto e imagem, devemos analisar cada sistema searadamente. FÍSICA III FÍSICA Volume 04 27

10 04 D devem aroximar-se do eixo da lente. Isso não ocorre na figura D. 09 D Para um objeto muito distante, a imagem se forma sobre o lano focal do olho reduzido. Em um olho emétroe, essa imagem se forma sobre ter uma nova distância focal (f ) dada ela Equação da Conjugação de Gauss: 10 D Pela figura do olho de Sílvia odemos observar que seu olho aresenta 05 B Nela são mostradas a trajetória ideal dos raios, fazendo com que todos os raios que emergem da lente sejam aralelos. divergentes. Pela figura do olho de Paula odemos observar que seu olho aresenta convergentes. Observe que os raios que refletem no eselho se refletem sobre si mesmos. Para que tal comortamento seja ossível, a lâmada será colocada sobre o centro de curvatura do eselho. Os raios que emerelo foco objeto da lente. 06 A Dados: Para uma justaosição temos: 07 B Dados: (quando este é real), em relação à lente, quando a imagem é virtual. Portanto, na equação dos ontos conjugados de Gauss: Dessa forma, da equação do aumento linear transversal: 28 FÍSICA Volume 04 FÍSICA III