ATIVIDADE DE FÍSICA PARA AS FÉRIAS 9. OS A/B/C PROF. A GRAZIELA

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1 ATIVIDADE DE FÍSICA PARA AS FÉRIAS 9. OS A/B/C PROF. A GRAZIELA QUESTÃO 1) Atente para a ilustração e os fragmentos de texto abaixo. Utilize-os para responder aos itens da questão 1. [ 1 ] Em muitos parques de diversão, há sala dos espelhos, com espelhos planos, côncavos e convexos, onde as pessoas veem suas imagens distorcidas maiores, menores, repuxadas, compridas, metade afinada e metade alongada, iguais, direitas, invertidas, etc. [ 2 ] Entre alguns achados egípcios que datam de aproximadamente 1300 a.c., foram identificados espelhos melhorados feitos de bronze (o metal era demoradamente polido). [ 3 ] Os chineses, no século IV a.c., utilizavam objetos esféricos polidos (espelhos) para captar a luz do Sol e assim facilitar a desidratação (secagem) e o cozimento dos alimentos. Nessa mesma época, o matemático grego Euclides iniciava os estudos sobre a reflexão dos raios luminosos. [ 4 ] No século I d.c., o matemático e construtor grego Hierão de Alexandria, tentando estabelecer alguns princípios da óptica geométrica, construía espelhos que provocavam diferentes ilusões: (a) alguns formando sempre imagens direitas e menores que o objeto real; (b) outros, imagens deformadas, distorcidas, ora menores, ora maiores, ora invertidas, ora direitas, dependendo da posição e distância do objeto real ao espelho; (c) outros ainda, com imagens simétricas, de mesmo tamanho e reversas, qualquer que fosse a distância do objeto real ao espelho. [ 5 ] Somente no século XII é que o cientista árabe Al-Hazin formulou princípios que descreviam os efeitos produzidos pelos raios de luz que atingiam superfícies como a da água ou a do espelho. Espelhos precursores dos atuais surgiram por volta do ano 1300, em Veneza. Eram conhecidos espelhos de vidro transparente que, como os de hoje, tinham a parte posterior coberta por uma fina camada de metal, que refletia a luz. (Adaptado de: Imagens e Espelhos, Caderno Anglo 2, Física, 9º ano, edição 2010). a) O espelho em que a Mônica está se vendo é plano, côncavo ou convexo? Justifique sua resposta, apresentando pelo menos três características da imagem formada nesse tipo de espelho. b) Com base nos parágrafos 2 e 5, explique as principais diferenças entre reflexão difusa (difusão) e reflexão regular (especular) da luz. c) Atente para o trecho: [ 3 ] Os chineses, no século IV a.c., utilizavam objetos esféricos polidos (espelhos) para captar a luz do Sol e assim facilitar a desidratação (secagem) e o cozimento dos alimentos.

2 Esses objetos (espelhos) poderiam ser classificados como côncavos ou convexos? Por quê? d) No parágrafo [ 4 ], identifique três espelhos produzidos por Hierão de Alexandria, considerando a descrição feita deles nos itens (a), (b) e (c). e) Dependendo do tipo de espelho, pode-se conjugar, de um objeto real colocado a sua frente, uma imagem real ou virtual. Indique duas diferenças entre esses dois tipos de imagem. Classifique os espelhos que produzem somente imagens virtuais. QUESTÃO 2) O texto abaixo foi adaptado do Caderno 2 de Física, modulo 7, Lentes Esféricas, pp. 242 e 243. Leia-o com atenção para responder às questões que o seguem. LENTES Óculos, telescópio, binóculo, lupa, microscópio, máquina fotográfica, projetor de slides ou projetor de filmes, telão, filmadora, etc. são instrumentos que usam lentes. Para que determinados aparelhos ou instrumentos funcionem bem precisam trabalhar com lentes adequadas. Em outras palavras: as lentes não são todas iguais. Têm formas e funções diferentes. Também podem ser feitas de materiais distintos. Atualmente, a maioria das lentes são feitas de vidro, cristal ou acrílico. As lentes esféricas podem ter as bordas mais finas ou mais grossas do que a parte central. Por isso são conhecidas como lentes de bordas finas (bordas delgadas) e lentes de bordas grossas (bordas espessas). Em geral, considera-se que os meios externos que envolvem a lente são homogêneos, isto é, idênticos (geralmente o ar). O meio intermediário constitui a lente propriamente dita. As lentes de bordas finas imersas no ar funcionam como lentes convergentes e as de bordas grossas, como lentes divergentes. Atualmente, com o uso de lentes, corrigem-se muitos problemas (ametropias) relacionados à visão, como miopia, hipermetropia, presbiopia e astigmatismo. a) Que estrutura do olho humano funciona como uma lente? Elabore um pequeno texto explicando como essa lente funciona. b) Em relação à ametropia caracterizada como miopia, responda: b1) Qual a dificuldade apresentada pelo olho míope? b2) Que tipo de lente deve ser usada para corrigi-la? b3) Faça um esquema (desenho) mostrando como funciona a lente usada para corrigir a miopia. (Dica: desenhe a lente e três raios de luz que incidam paralelos ao eixo principal dela, mostrando como saem os raios ao atravessarem-na). c) Em relação à ametropia caracterizada como hipermetropia, responda: c1) Qual a dificuldade apresentada pelo olho hipermétrope? c2) Que tipo de lente deve ser usada para corrigi-la? c3) Faça um esquema (desenho) mostrando como funciona a lente para corrigir a hipermetropia. (Dica: desenhe a lente e três raios de luz que incidam paralelos ao eixo principal dela, mostrando como saem os raios ao atravessarem-na). QUESTÃO 3) A figura abaixo apresenta um objeto real AB em frente a um espelho plano E. Com base nos princípios básicos associados ao espelho plano, responda:

3 Se o objeto AB for deslocado 2 cm no sentido do espelho, a imagem se afasta ou se aproxima do espelho? Qual a distância entre o objeto real e a imagem virtual após o deslocamento? Respostas QUESTÃO 1) a) Espelho plano. A imagem da Monica conjugada no espelho é virtual e enantiomorfa, ou seja, virtual, direita, reversa, simétrica e de mesmo tamanho que o objeto. Só espelhos planos apresentam essas características. b) Resposta pessoal. Apresentamos, como resposta possível, os esquemas abaixo. REFLEXÃO REGULAR Quando a luz incide numa superfície perfeitamente lisa e polida, como, por exemplo, a de um espelho ou metal perfeitamente polido, os feixes de raios de luz paralelos incidentes mantêm-se paralelos uns aos outros após a reflexão. DIFUSÃO Quando a luz é refletida por uma superfície irregular, rugosa ou não polida, ocorre uma reflexão difusa ou, simplesmente, uma difusão da luz. Se a luz incidente é constituída por feixes de raios paralelos, após a difusão, os raios refletidos perdem o paralelismo e se propagam em várias direções. c) Espelho côncavo.

4 Com o espelho côncavo, é possível refletir convergindo (concentrando) os feixes de luz para um mesmo ponto (foco principal). d) (a) alguns formando sempre imagens direitas e menores que o objeto real: espelho convexo. (b) outros, imagens deformadas, distorcidas, ora menores, ora maiores, ora invertidas, ora direitas, dependendo da posição e distância do objeto real ao espelho: espelho côncavo. (c) outros ainda, com imagens simétricas, de mesmo tamanho e reversas, qualquer que fosse a distância do objeto real ao espelho: espelho plano. e) As respostas devem apresentar pelo menos duas diferenças das comentadas abaixo: IMAGEM REAL convergente (feixe cônico convergente ou raios incidentes); IMAGEM VIRTUAL -se dentro do espelho por prolongamentos de raios que emergem do sistema óptico de forma divergente (prolongamentos dos raios incidentes); (Atenção: nos espelhos planos, as imagens virtuais também são simétricas e têm o mesmo tamanho que o objeto. Nos espelhos convexos, a imagem é sempre menor que o objeto). QUESTÃO 2) a) A estrutura do olho humano que funciona como uma lente é o cristalino. Os músculos ciliares repuxam o cristalino em movimentos combinados e sutis (para cima, para dentro, para baixo e para fora), fazendo que ele adquira formatos diferentes ora mais achatado, mais espesso, provocando um desvio maior dos raios luminosos; ora mais esticado, mais fino, provocando um desvio menor dos raios luminosos. Visualizar objetos próximos ou distantes com nitidez depende, portanto, desta pequena e poderosa lente natural biconvexa e convergente: o cristalino. b) b1) Os míopes têm dificuldade de enxergar, com nitidez, objetos distantes dos olhos (a média e longa distância) embora possam enxergar bem de perto. b2) Lentes divergentes (lentes de bordas grossas). Com o uso dessas lentes (apropriadas para cada grau de miopia), os raios luminosos (imagens) serão projetados sobre a retina do olho míope. b3)

5 c) c1) Os hipermétropes têm dificuldade de enxergar, com nitidez, objetos próximos dos olhos. c2) Lentes convergentes (lentes de bordas finas). Com o uso dessas lentes (apropriadas para cada grau de hipermetropia), os raios luminosos (imagem) convergem sobre a retina do olho hipermétrope. c3) QUESTÃO 3) Se o objeto real se aproxima 2 cm do espelho, a imagem também se aproxima 2 cm do espelho. Nessa situação, a distância entre o objeto real e a imagem virtual é de 8 cm.