LISTA DE EXERCÍCIOS 1ª SÉRIE

Transcrição

1 1. (Uemg 2014) Em uma aula sobre Gravitação, o professor de Física resolveu escrever um poema e mostrá-lo a seus alunos: O Sol e a Lua num balé em torno da Terra. Ora a Lua está entre o Sol e a Terra. Ora a Terra está entre o Sol e a Lua. Os dois últimos versos desse poema referem-se, respectivamente, a) à lua crescente e à lua minguante. b) à lua cheia e à lua nova. c) à lua nova e à lua cheia. d) a uma situação irreal. 2. (G1 - cftmg 2014) Para descrever a formação de sombras, penumbras e imagens em espelho plano, é necessário que a luz visível tenha como principal característica a a) frequência definida. b) amplitude constante. c) propagação retilínea. d) velocidade constante. 3. (G1 - cftmg 2013) Diversos tipos de espelhos podem ser utilizados em aparelhos tais como telescópio, binóculos e microscópios. A figura a seguir representa um objeto puntiforme em frente a um espelho plano. Considerando-se a reflexão da luz nesse espelho proveniente do objeto, sua imagem será formada na região Página 1 de 19

2 a) 1. b) 2. c) 3. d) (Ufrgs 2013) Nos diagramas abaixo, O representa um pequeno objeto luminoso que está colocado diante de um espelho plano P, perpendicular à página, ambos imersos no ar; I representa a imagem do objeto formada pelo espelho, e o olho representa a posição de quem observa a imagem. Qual dos diagramas abaixo representa corretamente a posição da imagem e o traçado dos raios que chegam ao observador? a) b) c) d) Página 2 de 19

3 e) 5. (Uern 2013) Na noite do réveillon de 2013, Lucas estava usando uma camisa com o ano estampado na mesma. Ao visualizá-la através da imagem refletida em um espelho plano, o número do ano em questão observado por Lucas se apresentava da seguinte forma a) b) c) d) 6. (Ufpa 2012) Em 29 de maio de 1919, em Sobral (CE), a teoria da relatividade de Einstein foi testada medindo-se o desvio que a luz das estrelas sofre ao passar perto do Sol. Essa medição foi possível porque naquele dia, naquele local, foi visível um eclipse total do Sol. Assim que o disco lunar ocultou completamente o Sol foi possível observar a posição aparente das estrelas. Sabendo-se que o diâmetro do Sol é 400 vezes maior do que o da Lua e que durante o eclipse total de 1919 o centro do Sol estava a km de Sobral, é correto afirmar que a distância do centro da Lua até Sobral era de a) no máximo km b) no máximo km c) no mínimo km d) no mínimo km e) exatamente km 7. (Uftm 2012) Uma câmara escura de orifício reproduz uma imagem de 10 cm de altura de uma árvore observada. Se reduzirmos em 15 m a distância horizontal da câmara à árvore, essa imagem passa a ter altura de 15 cm. Página 3 de 19

4 a) Qual é a distância horizontal inicial da árvore à câmara? b) Ao se diminuir o comprimento da câmara, porém mantendo seu orifício à mesma distância da árvore, o que ocorre com a imagem formada? Justifique. 8. (G1 - ifsp 2012) A figura ilustra, fora de escala, a ocorrência de um eclipse do Sol em determinada região do planeta Terra. Esse evento ocorre quando estiverem alinhados o Sol, a Terra e a Lua, funcionando, respectivamente, como fonte de luz, anteparo e obstáculo. Para que possamos presenciar um eclipse solar, é preciso que estejamos numa época em que a Lua esteja na fase a) nova ou cheia. b) minguante ou crescente. c) cheia, apenas. d) nova, apenas. Página 4 de 19

5 e) minguante, apenas. 9. (Unicamp 2012) A figura abaixo mostra um espelho retrovisor plano na lateral esquerda de um carro. O espelho está disposto verticalmente e a altura do seu centro coincide com a altura dos olhos do motorista. Os pontos da figura pertencem a um plano horizontal que passa pelo centro do espelho. Nesse caso, os pontos que podem ser vistos pelo motorista são: a) 1, 4, 5 e 9. b) 4, 7, 8 e 9. c) 1, 2, 5 e 9. d) 2, 5, 6 e (Fuvest 2012) Um rapaz com chapéu observa sua imagem em um espelho plano e vertical. O espelho tem o tamanho mínimo necessário, y = 1,0 m, para que o rapaz, a uma distância d = 0,5 m, veja a sua imagem do topo do chapéu à ponta dos pés. A distância de seus olhos ao piso horizontal é h=1,60m. A figura da página de resposta ilustra essa situação e, em linha tracejada, mostra o percurso do raio de luz relativo à formação da imagem do ponto mais alto do chapéu. Página 5 de 19

6 a) Desenhe, na figura da página de resposta, o percurso do raio de luz relativo à formação da imagem da ponta dos pés do rapaz. b) Determine a altura H do topo do chapéu ao chão. c) Determine a distância Y da base do espelho ao chão. d) Quais os novos valores do tamanho mínimo do espelho ( y ) e da distância da base do espelho ao chão ( Y ) para que o rapaz veja sua imagem do topo do chapéu à ponta dos pés, quando se afasta para uma distância d igual a 1 m do espelho? NOTE E ADOTE O topo do chapéu, os olhos e a ponta dos pés do rapaz estão em uma mesma linha vertical. 11. (Ufrj 2011) A figura a seguir (evidentemente fora de escala) mostra o ponto O em que está o olho de um observador da Terra olhando um eclipse solar total, isto é, aquele no qual a Lua impede toda luz do Sol de chegar ao observador. a) Para que o eclipse seja anelar, isto é, para que a Lua impeça a visão dos raios emitidos por uma parte central do Sol, mas permita a visão da luz emitida pelo restante do Sol, a Lua deve estar mais próxima ou mais afastada do observador do que na situação da figura? Justifique sua resposta com palavras ou com um desenho. Página 6 de 19

7 b) Sabendo que o raio do Sol é 0,70 x 10 6 km, o da Lua, 1,75 x 10 3 km, e que a distância entre o centro do Sol e o observador na Terra é de 150 x 10 6 km, calcule a distância d entre o observador e o centro da Lua para a qual ocorre o eclipse total indicado na figura. 12. (Enem 2011) O processo de interpretação de imagens capturadas por sensores instalados a bordo de satélites que imageiam determinadas faixas ou bandas do espectro de radiação eletromagnética (REM) baseia-se na interação dessa radiação com os objetos presentes sobre a superfície terrestre. Uma das formas de avaliar essa interação é por meio da quantidade de energia é por meio da quantidade de energia refletida pelos objetos. A relação entre a refletância de um dado objeto e o comprimento de onda da REM é conhecida como curva de comportamento espectral ou assinatura espectral do objeto, como mostrado na figura, para objetos comuns na superfície terrestre. De acordo com as curvas de assinatura espectral apresentadas na figura, para que se obtenha a melhor discriminação dos alvos mostrados, convém selecionar a banda correspondente a que comprimento de onda em micrômetros ( m)? a) 0,4 a 0,5. b) 0,5 a 0,6. c) 0,6 a 0,7. d) 0,7 a 0,8. Página 7 de 19

8 e) 0,8 a 0, (Puccamp 2010) Uma pessoa se coloca na frente de uma câmara escura, a 2 m do orifício dessa câmara e a sua imagem que se forma no fundo da mesma tem 6 cm de altura. Para que ela tenha 4 cm de altura, essa pessoa, em relação à câmara, deve a) afastar-se 1 m. b) afastar-se 2 m. c) afastar-se 3 m. d) aproximar-se 1 m. e) aproximar-se 2 m. 14. (Fgv 2010) O vendedor de churros havia escolhido um local muito próximo a um poste de iluminação. Pendurado no interior do carrinho, um lampião aceso melhorava as condições de iluminação. Admitindo que o centro de todos os elementos da figura, exceto as finas colunas que suportam o telhado do carrinho, estão no mesmo plano vertical, considerando apenas as luzes emitidas diretamente do poste e do lampião e, tratando-os como os extremos de uma única fonte extensa de luz, a base do poste, a lixeira e o banquinho, nessa ordem, estariam inseridos em regiões classificáveis como a) luz, sombra e sombra. Página 8 de 19

9 b) luz, penumbra e sombra. c) luz, penumbra e penumbra. d) penumbra, sombra e sombra. e) penumbra, penumbra e penumbra. 15. (Ufpb 2010) A figura a seguir mostra dois espelhos planos, E 1 e E 2, que formam um ângulo de 140º entre eles. Um raio luminoso R 1 incide e é refletido no espelho E 1, de acordo com a figura a seguir. Nessa situação, para que o raio refletido R 2 seja paralelo ao espelho E 2, o ângulo de incidência de R 1 no espelho E 1 deve ser de: a) 20º b) 30º c) 40º d) 50º e) 60º Página 9 de 19

10 Gabarito: Resposta da questão 1: [C] A figura ilustra a situação. Lua entre o Sol e a Terra: lua nova; Terra entre o Sol e a Lua: lua cheia. Resposta da questão 2: [C] É baseado na propagação retilínea da luz que esses fenômenos são explicados. Resposta da questão 3: [D] No espelho plano, imagem e objeto são sempre simétricos em relação ao plano do espelho, estando sobre a mesma normal a esse plano, conforme ilustra a figura. Página 10 de 19

11 Resposta da questão 4: [E] Observe que os ângulos de incidência e reflexão são iguais. Resposta da questão 5: [B] No espelho plano, objeto e imagem são simétricos em relação ao plano do espelho. Como consequência, a imagem é revertida em relação ao objeto. Resposta da questão 6: [A] Dados: D S = 400 D L ; d S = km. A figura ilustra a situação descrita. Página 11 de 19

12 Da semelhança de triângulos: dl ds dl d L D D D 400 D 4 d L S L L L km. Resposta da questão 7: a) ANTES: DEPOIS: Página 12 de 19

13 H 10cm H.d 10D D d H 15cm H.d 15(D 15) D 15m d 10D 15(D 15) 10D 15D 225 5D 225 D 45m b) A imagem irá diminuir. Observe a justificativa: H h H.d h.d D d H.d h D Note que para H e D constantes a h é diretamente proporcional a d, ou seja se d diminui h também diminui. Vale salientar que apesar da imagem diminuir ela ficará mais nítida sobre a tela, uma vez que, a mesma intensidade luminosa será projetada em uma área menor, aumentado a nitidez. Resposta da questão 8: [D] A figura mostra a Lua em duas posições diferentes. Na situação I, está ilustrado um eclipse solar. A face escura da Lua está voltada para a Terra, portanto é Lua nova. A situação II mostra um eclipse lunar, que ocorre na Lua cheia, estando a Lua no cone de sombra da Terra. Página 13 de 19

14 Resposta da questão 9: [C] Obs: 1ª) pela simbologia adotada, conclui-se tratar-se de um espelho plano. 2ª) Para ver os pontos, o motorista teria que olhar para o lado esquerdo ou para trás. Corretamente, a última linha do enunciado deveria ser: Nesse caso, os pontos cujas imagens podem ser vistas pelo motorista são: Assim entendendo, vamos à resolução: por simetria, encontra-se o ponto imagem dos olhos do observador; a partir desse ponto, passando pelas bordas do espelho, traçamos as linhas que definem o campo visual do espelho; Serão vistas as imagens dos pontos que estiverem nesse campo, ou seja: 1, 2, 5 e 9. A figura ilustra a solução: Página 14 de 19

15 Resposta da questão 10: a) A imagem é sempre simétrica do objeto. Para o observador, é como se o raio de luz viesse da imagem. b) Dado: y = 1 m. Analisemos a figura a seguir. Os triângulos GCP e GMN são semelhantes: H y H 1 H 2 m. 2d d 2 c) Dado: h = 1,60 m Na mesma figura do item anterior, os triângulos NQP e GPP são semelhantes: Y h h 1,6 Y Y 0,8 m. d 2d 2 2 Página 15 de 19

16 d) Conforme pôde se verificar nos itens [B] e [C] o tamanho mínimo do espelho e a distância da base do espelho ao chão não dependem da distância (d) do rapaz ao espelho. Portanto: y y 1 m e Y Y 0,8 m. Resposta da questão 11: a) Justificando com um desenho. A figura mostra a posição da Lua relativamente à Terra e ao Sol, em dois tipos de eclipse do Sol: total e anelar. Nessa figura nota-se que o eclipse anelar do Sol ocorre quando a Lua está mais afastada do observador, ou seja, a Lua está no apogeu. b) Dados: R S = 0, km; R L = 1, km, d S = km. Da semelhança de triângulos na figura: d R R 0,7 6 6 d S d , d 3 6 L S 1, ,7 10 d = 3, km. Página 16 de 19

17 Resposta da questão 12: [E] O gráfico nos mostra que a maior refletância para os objetos comuns na superfície terrestre está na faixa de 0,8 m a 0,9 m. Nesse intervalo, a diferença de refletância também é maior, aumentando a probabilidade de se identificar corretamente o objeto observado. É verdade que nesse intervalo a refletância da água é nula, porém a probabilidade de encontrar água é praticamente nula. Resposta da questão 13: [A] Primeira situação: x y hx H H h y Segunda situação: x' y H h' h'x' H y Igualando, vem: hx h' x' 6 2 4x' x' 3,0m y y x x' x 3 2 1,0m Página 17 de 19

18 Resposta da questão 14: [A] O esquema a seguir mostra a região de sombra pela influência exclusiva das duas fontes. Observando-o, notamos que a base do poste está iluminada, enquanto que, a lixeira e o banquinho estão na região de sombra. Resposta da questão 15: [D] A figura abaixo mostra os raios e os ângulos envolvidos. Analisando-a de acordo com as leis da reflexão, concluímos que i = 50º. Página 18 de 19

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