Material Extra de Física

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1 Material Extra de Física ÓPTIA 01 (UFG GO) Em abril de 2010, o telescópio espacial Hubble completou 20 anos em órbita O avanço na obtenção de imagens permitiu descobertas de novas galáxias e inormações sobre a matéria escura presente no Universo Inicialmente, ele apresentou diversos problemas, obrigando a Nasa a enviar astronautas para azerem reparos Dentre esses problemas, a aberração esérica, em que os raios de luz que incidem sobre as bordas do espelho são desviados para um ponto dierente dos raios que incidem na região central do espelho Esse problema pode ser corrigido dando-se um ormato parabólico à curvatura do espelho Qual das iguras abaixo representa o problema descrito? a) 02 (UFRN) Os carros modernos usam dierentes 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) onvexo e a imagem ormada é virtual b) ôncavo e a imagem ormada é virtual c) onvexo e a imagem ormada é real d) ôncavo e a imagem ormada é real 03 (PU RJ) Para o espelho côncavo esérico da igura, onde R = 10 cm, s = 30 cm, determine a distância s em cm da imagem ao vértice do espelho b) o c i V s R c) a) 3 b) 5 c) 6 d) 10 e) 12 s d) e) 04 (UEFS B) Uma pequena vela acesa encontra-se sobre o eixo principal de um espelho esérico gaussiano côncavo, situada a 12,0 cm do vértice do espelho Sabendo-se que o raio de curvatura do espelho é de 40,0 cm, 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 1

2 05 (UEPG PR) Quando a luz se propaga, sempre ocorrem alguns enômenos Nesse contexto, assinale o que or correto: 01 Se nos colocarmos próximos a um espelho côncavo, veremos uma imagem diminuída e direita, mas se nos aastarmos gradativamente veremos que a imagem se torna conusa para depois reaparecer maior e invertida 02 Os enômenos da relexão, reração e absorção ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente 04 A observação de objetos só é possível porque imitem luz própria ou reletem a luz que neles incide 08 Um objeto posicionado na rente de uma superície reletora ondulada tem sua imagem deormada 06 (FGV) Ao estacionar seu carro, o motorista percebeu a projeção da imagem da pequena lâmpada acesa de um dos aroletes, ampliada em 5 vezes, sobre a parede vertical adiante do carro Em princípio, o arolete deveria projetar raios de luz paralelos, já que se tratava de um arol de longo alcance Percebeu, então, que o conjunto lâmpada-soquete tinha se deslocado da posição original, que mantinha a lâmpada a 10,0 cm da superície espelhada do espelho esérico côncavo existente no arol onsiderando que o oco ocupa uma posição adiante do vértice do espelho, sobre o eixo principal, é possível concluir que, agora, a lâmpada se encontra a: a) 2,0 cm atrás do oco b) 1,0 cm atrás do oco c) 0,5 cm atrás do oco d) 0,5 cm adiante do oco e) 2,0 cm adiante do oco 07 (UP) Em relação aos espelhos eséricos, analise as proposições que se seguem: 1 A reta deinida pelo centro de curvatura e pelo vértice do espelho é denominada de eixo secundário 3 O ponto de encontro dos raios reletidos ou de seus prolongamentos, devido aos raios incidentes paralelos ao eixo principal, é denominado de oco principal 5 O espelho côncavo tem oco virtual, e o espelho convexo, oco real 7 Todo raio de luz que incide passando pelo oco, ao atingir o espelho, é reletido paralelo ao eixo principal 9 Quando o objeto é posicionado entre o centro de curvatura e o oco do espelho côncavo, conclui imagem é real, invertida e maior do que o objeto A soma dos números entre parênteses que correspondem aos itens corretos é igual a: a) 25 b) 18 c) 19 d) 10 e) 9 08 (UESPI) Um palito é ixado perpendicularmente ao eixo central de um espelho esérico 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 ocal de: a) 15 cm b) 30 cm c) 45 cm d) 60 cm e) 75 cm 09 (UP) No esquema a seguir, E 1 é um espelho plano, e E 2 é um espelho esérico côncavo cujo raio de curvatura é 60cm onsidere relativo ao espelho E 2, como sendo o centro de curvatura, F, o oco e V, o vértice Em F, é colocada uma onte pontual de luz onsidere que a luz sore dupla relexão, primeiramente no espelho E 1 e, posteriormente, no espelho E 2 Analise as airmações a seguir e conclua 00 A distância ocal do espelho esérico é de 30 cm 01 onsiderando a primeira relexão, pode-se airmar que a distância da imagem ao vértice do espelho E 2 é de 90 cm 02 Após a segunda relexão, pode-se airmar que a nova imagem está a uma distância em relação à primeira imagem igual a 30 cm 03 Após a segunda relexão, pode-se airmar que a distância da onte pontual de luz à sua imagem é igual a 15 cm 04 Após a segunda relexão, observa-se que a imagem ormada no espelho E 2 é virtual e está posicionada a 45 cm à direita do vértice 10 (UEL PR) A imagem de um objeto ormada por um espelho côncavo mede metade do tamanho do objeto Se o objeto é deslocado de uma distância de 15 cm em direção ao espelho, o tamanho da imagem terá o dobro do tamanho do objeto Estime a distância ocal do espelho e assinale a alternativa correta a) 0,1 cm b) 0, 1 cm c) 10 cm d) 15 cm e) 20 cm E 1 11 (UEL PR) Um raio de luz de uma onte luminosa em A ilumina o ponto B, ao ser reletido por um espelho horizontal sobre uma semi-reta DE como esquematizado na igura a seguir: F E2 V 2

3 B p A 1 2 D Todos os pontos estão no mesmo plano vertical onsidere AD = 2m, BE = 3m e DE = 5m A distância entre a imagem virtual da onte e o ponto B, em metros, será: a) 5 b) 5 2 c) 5 3 d) 6 2 e) (UFF RJ) A igura mostra um objeto e sua imagem produzida por um espelho esérico Escolha a opção que identiica corretamente o tipo do espelho que produziu a imagem e a posição do objeto em relação a esse espelho: a) O espelho é convexo e o objeto está a uma distância maior que o raio do espelho b) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado entre o oco e o vértice do espelho c) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado a uma distância maior que o raio do espelho d) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado entre o centro e o oco do espelho e) O espelho é convexo e o objeto está posicionado a uma distância menor que o raio do espelho 13 (UERJ) As superícies reletoras de dois espelhos planos, E 1 e E 2, ormam um ângulo α O valor numérico deste ângulo corresponde a quatro vezes o número de imagens ormadas Determine α 14 (UFOP MG) Um objeto é posto no centro de um espelho convexo e deslocado ao longo do eixo central até uma certa distância do espelho A distância i entre o espelho e a imagem do objeto é medida O mesmo procedimento é realizado para um espelho plano e para um espelho côncavo O gráico abaixo mostra a distância p do objeto até o espelho em unção da distância i, a curva 1 é uma linha reta e a curva 3 tem duas partes Analisando-se o gráico, é correto airmar que: E a) A curva 2 corresponde a um espelho convexo b) A curva 3 corresponde a um espelho plano c) A curva 1 corresponde a um espelho côncavo d) A curva 3 corresponde a um espelho convexo 15 (UEPG PR) Em geral, ocorrem simultaneamente relexão, reração e absorção em certo grau quando a luz interage com a matéria Diz-se que a luz é reletida quando ela retorna ao meio de onde veio Sobre o enômeno da relexão da luz, assinale o que or correto: 01 Para um objeto situado sobre o centro de curvatura de um espelho esérico côncavo a imagem conjugada será real, do mesmo tamanho e invertida, ormando-se no oco do espelho 02 Um objeto situado no ponto médio entre o oco e o vértice de um espelho côncavo conjugará uma imagem real situada em uma posição simétrica ao oco do espelho 04 Dependendo da superície sobre a qual a luz incida a relexão pode ser especular ou diusa 08 ampo de um espelho é a região do espaço que pode ser observada pela relexão no espelho 16 Um objeto posicionado na rente de um espelho convexo conjugará uma imagem virtual, direta e ampliada 16 (UESPI) Um lápis de altura 16 cm encontra-se diante de um espelho esérico convexo, com distância ocal de valor absoluto 40 cm A imagem do lápis tem a mesma orientação deste e altura igual a 3,2 cm A que distância do espelho encontra-se o lápis? a) 10 cm b) 20 cm c) 40 cm d) 140 cm e) 160 cm 17 (UESPI) Um estudante posiciona um objeto a 1 cm de um espelho esérico côncavo, de distância ocal igual a 0,5 cm A imagem que ele observa é: a) Real e localizada a 0,5 cm do espelho b) Virtual e localizada a 0,5 cm do espelho c) Real e localizada a 1 cm do espelho d) Virtual e localizada a 1 cm do espelho e) Real e localizada a 2 cm do espelho 3 3 i 3

4 18 (UF) A igura ao lado mostra um espelho esérico côncavo de raio de curvatura R, apoiado sobre a horizontal, com a ace reletora voltada para cima A reta tracejada vertical OP passa sobre o ponto correspondente ao centro do espelho esérico Determine a distância y, acima do ponto O e ao longo da reta OP, para a qual ocorrerá maior incidência de luz solar reletida no espelho, suposta de incidência vertical onsidere o espelho esérico com pequeno ângulo de abertura, de modo que os raios incidentes são paralelos e próximos ao seu eixo principal Assinale a alternativa que apresenta corretamente essa distância: a) R/2 b) 3R/4 c) R d) 3R/2 e) 2R 19 (UFAL) Um palito de ósoro, de 8 cm de comprimento, é colocado a 80 cm de distância de um espelho esérico convexo A imagem do palito possui comprimento de 1,6 cm e a mesma orientação deste Pode-se concluir que o valor absoluto da distância ocal do espelho vale: a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm e) 50 cm 20 (UFAL) Um espelho esérico côncavo possui diâmetro d e distância ocal, associados através da expressão: a) d = b) d = 2 c) d = /2 d) d = 4 e) d = /4 21 (FGV) Dois espelhos eséricos côncavos, um de distância ocal 2,0 m e outro de distância ocal 5,0 m, oram colocados um voltado para o outro, de orma que seus eixos principais coincidissem Na metade da distância entre os dois espelhos, a 1 m da superície reletora de cada um deles, oi colocado o objeto AB A B P O ace reletora horizontal A distância entre as imagens do objeto AB, conjugadas pelos espelhos, isoladamente, em m, é de: a) 21/4 b) 19/4 c) 17/4 d) 15/4 e) 13/4 22 (FMAB) A igura mostra Laranjinha vendo sua imagem diminuída 4 vezes através de um espelho Sendo a distância de seu rosto ao espelho igual a 27 cm, podemos airmar que o tipo de espelho utilizado e seu raio de curvatura são, respectivamente: a) onvexo e 18 cm b) ôncavo e 9 cm c) ôncavo e 18 cm d) Plano e ininito e) onvexo e 9 cm 23 (UESPI) Ao observar o espelho retrovisor do carro que dirige, um motorista vê a imagem direita e reduzida de uma moto Sabe-se que o espelho usado no carro é esérico Denotando por Dm a distância da moto ao espelho, e por Di, a distância da imagem ao espelho, podemos airmar que o espelho é: a) onvexo e D i < D m b) ôncavo e D i < D m c) onvexo e D i > D m d) ôncavo e D i > D m e) onvexo e D i = D m 24 (UNISA SP) Um objeto real é colocado diante de um espelho esérico que conjuga uma imagem virtual e duas vezes maior do que o objeto Se a distância entre o objeto e sua respectiva imagem é 45cm, é possível concluir que a distância ocal do espelho é, em cm, igual a: a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) (UNESP) Um estudante compra um espelho retrovisor esérico 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 superície do espelho b) Invertida, menor que o seu rosto e situada atrás da superície do espelho c) Direita, menor que o seu rosto e situada atrás da superície do espelho d) Invertida, maior que o seu rosto e situada atrás na superície do espelho e) Direita, maior que o seu rosto e situada atrás da superície do espelho 26 (UFTM) Ao utilizar-se da equação do aumento linear transversal, um aluno encontrou, como resultado do posicionamento de um objeto real colocado sobre o eixo principal e à rente da superície reletora de um espelho esérico, o valor 0,5, para o aumento linear transversal 4

5 Pode-se, em unção desse resultado, concluir que o objeto estava posicionado: a) Além do centro de curvatura de um espelho côncavo b) Além do centro de curvatura de um espelho convexo c) Entre o oco e o vértice de um espelho convexo d) Entre o oco e o vértice de um espelho côncavo e) Entre o centro de curvatura e o oco de um espelho côncavo 27 (UNIS RS) onsidere um espelho, de distância ocal e raio de curvatura r Nesta análise, considere também d 0 e di as respectivas distâncias de um objeto e de sua imagem ao vértice do espelho Assinale a alternativa incorreta: a) Se o espelho or côncavo e d 0 or maior que r, a imagem é real b) Se o espelho or convexo e d 0 or maior que r, a imagem é virtual c) Se o espelho or côncavo e d 0 or menor que, a imagem é menor que o objeto d) Se o espelho or convexo e d 0 or menor que, a imagem é menor que o objeto e) Se o espelho or plano, a imagem tem o mesmo tamanho do objeto 28 (UFU MG) onsidere o ilamento de uma lâmpada, de 0,5 cmde altura, que se encontra a 10 cmde um espelho (em seu eixo) Esse ilamento tem sua imagem projetada sobre uma parede a 3 m de distância desse espelho Determine: a) O tipo da imagem (real, virtual, ou impróprio Explique: _ b) O tipo do espelho (plano, côncavo, ou convexo) Explique: _ c) A altura da imagem Explique se a imagem é invertida ou não: _ 02 A imagem ormada por um espelho esérico côncavo, quando o objeto está entre o vértice e o oco do espelho, é menor, virtual e direita 04 A equação de conjugação de espelhos eséricos é válida apenas quando as condições de estigmatismo ocorrem 08 Um espelho esérico côncavo concentra grande energia luminosa no oco, quando a onte luminosa situada no eixo do espelho e em rente ao mesmo se encontra no ininito 16 Um objeto real de 3,0cm de altura é posicionado no eixo principal de um espelho esérico côncavo de raio de curvatura igual a 40,0cm Quando o objeto está a 30,0cm do vértice, a imagem é ampliada em 2 vezes e se orma a 60,0cm do vértice 30 (US RS) Uma moça e um rapaz que não se conheciam estavam em uma loja de roupas escolhendo o que comprar uriosamente, oi no momento em que ambos estavam olhando para lados opostos, e, portanto, não se vendo diretamente, que perceberam a presença um do outro Isso aconteceu porque na rente de cada um havia um espelho O rapaz, ao perceber a imagem da moça ornecida por um espelho côncavo, e ela, ao perceber a imagem dele ornecida por um espelho convexo, se apaixonaram Pode-se concluir que: a) Ambos se apaixonaram pelas imagens um do outro, menores do que o normal e de cabeça para baixo b) Ambos se apaixonaram pelas imagens um do outro, maiores do que o normal e de cabeça para baixo c) Ambos se apaixonaram pelas imagens um do outro, em tamanho normal e de cabeça para baixo d) Ele se apaixonou pela imagem dela, menor e de cabeça para baixo, e ela pela imagem dele, menor e direta e) Ele se apaixonou pela imagem dela, menor e direta, e ela pela imagem dele, maior e de cabeça para baixo 31 (MAK SP) Um pequeno objeto é colocado sobre o eixo principal de um espelho esérico côncavo, a 40 cm de seu vértice, conorme a igura abaixo (sem escal O espelho obedece às condições de Gauss e seu raio de curvatura mede 4,00 m A imagem desse objeto V ESPELHO OBJETO F d) A distância ocal do espelho: _ 29 (UEM PR) om relação aos espelhos planos e aos espelhos eséricos, assinale a(s) alternativa(s) correta(s): 01 A imagem ormada por qualquer espelho é sempre virtual a) É virtual e se localiza a 0,50 m do vértice do espelho b) É real e se localiza a 0,50 m do vértice do espelho c) É virtual e se localiza a 2,50 m do vértice do espelho d) É real e se localiza a 2,50 m do vértice do espelho e) É virtual e se localiza a 0,40 m do vértice do espelho 5

6 32 (UFMS) As iguras representam espelhos eséricos, côncavos e idênticos, onde o ponto indica o centro de curvatura do espelho Um eixe de luz, paralelo ao eixo do espelho, incide sobre a superície reletora Assinale qual das iguras melhor representa os caminhos óticos dos eixes de luz reletidos pelo espelho A partir dos dados acima, responda: a) Qual é o valor da distância ocal de lente? _ a) b) b) Quais são os valores das velocidades médias da imagem, entre os instantes t = 0s e t = 10s e entre os instantes t = 30s e t = 60s? _ c) d) c) É correto airmar que, se orem considerados intervalos de tempo muito grandes, isto é,, a velocidade média da imagem tenderá a zero? Justiique sua resposta: _ e) 33 (UFTM) Uma haste vertical de 2,010 2 m de altura oi colocada verticalmente sobre o eixo principal, a 2,410 1 m de distância da superície reletora de um espelho esérico côncavo ideal, de distância ocal 4,010 2 m Para essas condições, supondo um espelho ideal, podese esperar que a altura da imagem da haste seja, em m, a) b) c) d) e) (UFU MG) Num laboratório de óptica dispõe-se de uma lente convergente e de um anteparo, com os quais os estudantes medem a posição de um objeto e a posição da sua imagem projetada no anteparo O objeto deslocase com velocidade constante, aastando-se da lente As medidas são realizadas de orma que as posições do objeto (p) e da sua imagem (p ) são obtidas no mesmo instante (t) Na tabela abaixo, são apresentados os valores medidos para t, p, p t (s) p (cm) p (cm) 0 12,0 60, ,0 30, , ,0 19, ,0 15, ,0 11,3 35 (UEPG PR) A altura da imagem de um objeto real posicionado diante de um espelho esérico é menor que a altura do objeto Sobre este enômeno de relexão da luz, assinale o que or correto: 01 O espelho pode ser côncavo 02 O espelho pode ser convexo 04 A imagem pode ser invertida em relação ao objeto 08 A imagem pode ser direta em relação ao objeto 16 O objeto está posicionado entre o oco e o vértice do espelho 36 (UNINOVE SP) Para que uma pessoa consiga ver sua imagem direita e reduzida ao se situar rente a um espelho esérico, ela deverá se colocar: a) Entre o oco e o centro de curvatura do espelho côncavo b) Entre o vértice e o oco do espelho côncavo c) Adiante do centro de curvatura do espelho côncavo d) Entre o oco e o centro de curvatura do espelho convexo e) Em qualquer posição próxima do eixo principal do espelho convexo 37 (UNIFESP SP) Os elevados custos da energia, aliados à conscientização da necessidade de reduzir o aquecimento global, azem ressurgir antigos projetos, como é o caso do ogão solar Utilizando as propriedades relexivas de um espelho esérico côncavo, devidamente orientado para o Sol, é possível produzir aquecimento suiciente para cozinhar ou ritar alimentos Suponha que um desses ogões seja constituído de um espelho esérico côncavo ideal e que, num dado momento, tenha seu eixo principal alinhado com o Sol 6

7 Na igura, P 1 a P 5 representam cinco posições igualmente espaçadas sobre o eixo principal do espelho, nas quais uma pequena rigideira pode ser colocada P 2 coincide com o centro de curvatura do espelho e P 4, com o oco onsiderando que o aquecimento em cada posição dependa exclusivamente da quantidade de raios de luz reletidos pelo espelho que atinja a rigideira, a ordem decrescente de temperatura que a rigideira pode atingir em cada posição é: a) P 4 = P 3 = P 5 > P 2 b) P 4 > P 3 = P 5 > P2 c) P 2 = P 3 = P 5 > P 4 d) P 5 = P 4 > P 3 = P 2 e) P 5 > P 4 > P 3 > P 2 38 (UFA) A parte côncava de uma colher de sopa de aço inox limpa pode ser utilizada como um espelho côncavo Supondo que esta parte tenha um raio de curvatura de aproximadamente 4,0 cm Qual a distância ocal desse espelho, quando um objeto or colocado sobre seu eixo distante 12 cm do vértice? a) 2,0 cm b) 8,0 cm c) 4,0 cm P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 F d) 16,0 cm e) 3,0 cm 39 (UES) onsiderando-se o espelho principal do telescópio Vista um espelho esérico gaussiano, a imagem de uma estrela capturada pelo telescópio seria ormada no eixo principal do espelho, a uma distância do vértice, em metros, aproximadamente igual a: a) 0,5 b) 1,0 c) 2,0 d) 4,0 e) 8,0 40 (UFP) A igura abaixo mostra dois espelhos planos, E 1 e E 2, que ormam um ângulo de 140 entre eles Um raio luminoso R 1 incide e é reletido no espelho E 1, de acordo com a igura abaixo E 1 Nessa situação, para que o raio reletido R 2 seja paralelo ao espelho E 2, o ângulo de incidência de R 1 no espelho E 1 deve ser de: a) 20 b) 30 c) 40 d) 50 e) 60 R 1 R E 2 Gabarito 01 d 02 a 03 c 04 c e 07 c 08 a 09 * 10 c 11 b 12 d a e 17 c 18 a 19 b 20 d 21 a 22 a 23 a 24 c 25 c 26 a 27 c 28 * d 31 a 32 e 33 e 34 * e 37 b 38 a 39 b 40 d * 09 VVFVF 28 a) A imagem é real, é uma imagem projetada b) O espelho é côncavo, o aumento linear é negativo c) ±15cm, a imagem é invertida d) = 300/31 cm 9,7 cm 34 a) = 10 cm b) Vm = p / t /10 Vm = -3 cm/s Vm = -4,1/30 Vm = -0,1366 cm/s c) Sim, justiicando que o objeto tenderá ao ininito e a sua imagem tenderá a icar posicionada sobre o oco (10 cm), para t tendendo ao ininito, portanto, a velocidade média da imagem tenderá a zero 7