da imagem. Questão 03)

Transcrição

1 Questão 01) O espelho côncavo é caracterizado como sendo uma superfície curva onde a parte interna é refletora. Comumente os espelhos côncavos são utilizados em telescópios, projetores e também são encontrados como instrumentos de trabalho nos consultórios odontológicos que permitem observar determinadas características dos dentes. A figura a seguir mostra a imagem de um dente que está localizado entre o foco e o vértice principal de um espelho côncavo: notáveis, podemos dizer que a flecha que representa o objeto a) se encontra entre F e V e aponta na direção da imagem. b) se encontra entre F e C e aponta na direção da imagem. c) se encontra entre F e V e aponta na direção oposta à imagem. d) se encontra entre F e C e aponta na direção oposta à imagem. Questão 03) (Fonte: A figura mostra um objeto e sua imagem produzida por um espelho esférico. A imagem observada pelo dentista, formada por este espelho côncavo é: a) virtual, direita e do mesmo tamanho do dente; b) real, direita e maior que o dente; c) virtual, invertida e do mesmo tamanho do dente; d) virtual, direita e maior que o dente; e) real, invertida e do mesmo tamanho do dente. Questão 02) Espelhos esféricos côncavos são comumente utilizados por dentistas porque, dependendo da posição relativa entre objeto e imagem, eles permitem visualizar detalhes precisos dos dentes do paciente. Na figura abaixo, pode-se observar esquematicamente a imagem formada por um espelho côncavo. Fazendo uso de raios Escolha a opção que identifica 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 foco e o vértice do espelho. c) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado a uma distância maior que o raio do espelho.

2 d) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado entre o centro e o foco do espelho. e) O espelho é convexo e o objeto está posicionado a uma distância menor que o raio do espelho. Questão 04) Um objeto é colocado em frente a um espelho côncavo, na posição tal como mostrada na figura. Marque a resposta correta: a) A imagem formada é virtual e está entre o foco e o espelho. b) A imagem formada é virtual e maior que o objeto. c) A imagem formada é real, invertida e maior que o objeto. d) A imagem formada é real e está entre o foco e o espelho. e) A imagem formada é real, invertida e menor que o objeto. Em seguida, associou cada imagem vista por ele a um tipo de espelho e classificou-as quanto às suas naturezas. Uma associação correta feita pelo rapaz está indicada na alternativa: a) o espelho A é o côncavo e a imagem conjugada por ele é real. b) o espelho B é o plano e a imagem conjugada por ele é real. c) o espelho C é o côncavo e a imagem conjugada por ele é virtual. d) o espelho A é o plano e a imagem conjugada por ele é virtual. e) o espelho C é o convexo e a imagem conjugada por ele é virtual. Questão 06) Em uma animação do Tom e Jerry, o camundongo Jerry se assusta ao ver sua imagem em uma bola de Natal cuja superfície é refletora, como mostra a reprodução abaixo. É correto afirmar que o efeito mostrado na ilustração não ocorre na realidade, pois a bola de Natal formaria uma imagem Questão 05) Quando entrou em uma ótica para comprar novos óculos, um rapaz deparou-se com três espelhos sobre o balcão: um plano, um esférico côncavo e um esférico convexo, todos capazes de formar imagens nítidas de objetos reais colocados à sua frente. Notou ainda que, ao se posicionar sempre a mesma distância desses espelhos, via três diferentes imagens de seu rosto, representadas na figura a seguir. (Adaptado de Acessado em 25/10/2016.) a) virtual ampliada. b) virtual reduzida. c) real ampliada. d) real reduzida.questão 07)

3 A litografia (reproduzida abaixo) do artista gráfico holandês Maurits Cornelis Escher ( ) foi feita observando-se a imagem formada sobre a superfície de uma esfera refletora. O desenhista vê uma imagem de quase a totalidade do espaço à sua volta: quatro paredes, chão e teto do recinto em que ele se encontra. Em relação às imagens formadas pelos espelhos esféricos, é correto afirmar que Questão 08) As figuras representam espelhos esféricos, côncavos e idênticos, onde o ponto C indica o centro de curvatura do espelho. Um feixe de luz, paralelo ao eixo do espelho, incide sobre a superfície refletora. Assinale qual das figuras melhor representa os caminhos óticos dos feixes de luz refletidos pelo espelho. a) b) c) M. C. Escher, litografia, Mão com esfera refletora, 32 x 21,5 cm. 01. espelhos esféricos convexos sempre produzem um aumento do campo visual. 02. as imagens formadas por espelhos esféricos convexos podem ser invertidas, dependendo da distância entre a superfície refletora e o objeto. 04. as imagens formadas por espelhos esféricos convexos são sempre menores que o objeto. 08. as imagens formadas por espelhos esféricos convexos são sempre virtuais. 16. se o observador estivesse olhando para a face côncava de uma calota esférica refletora, a imagem que ele observaria poderia estar invertida, dependendo da distância que a superfície refletora da calota estivesse do objeto. d) e) Questão 09)

4 A figura mostra uma superfície refletora de formato parabólico, que tem sido utilizada como um fogão solar. Esse dispositivo é montado de tal forma que a superfície fique posicionada sempre voltada para o Sol. Neste, a panela deve ser colocada em um ponto determinado para maior eficiência do fogão. Jaguar, estava estacionado em uma rua próxima ao prédio, exatamente no ponto atingido por luzes refletidas e não foi o único que sofreu estrago. O fenômeno é consequência da posição do Sol em um determinado período do ano e permanece nessa posição por duas horas por dia. Assim, seus raios incidem de maneira oblíqua às janelas do edifício. Disponível em: Acesso em: 30 abr Considerando que a panela esteja posicionada no ponto citado, a maior eficiência ocorre porque os raios solares a) refletidos passam por esse ponto, definido como ponto de reflexão. b) incidentes passam por esse ponto, definido como vértice da parábola. c) refletidos se concentram nesse ponto, definido como foco da parábola. d) incidentes se concentram nesse ponto, definido como ponto de incidência. e) incidentes e refletidos se interceptam nesse ponto, definido como centro de curvatura. Questão 10) Como foi que um arranha-céus derreteu um carro? É uma questão de reflexo. Se um prédio é curvilíneo e tem várias janelas planas, que funcionam como espelhos, os reflexos se convergem em um ponto diz Chris Shepherd, do Instituto de Física de Londres. O edifício de 37 andares, ainda em construção, é de fato um prédio curvilíneo e o carro, um (bbc.co.uk/portuguese/noticias/2013/09/130904_como_luzrefletida_ derrete_carro_an.shtml Acesso em: Adaptado. Foto: Original colorido) Considerando o fato descrito e a figura da pessoa observando o reflexo do Sol no edifício, na mesma posição em que estava o carro quando do incidente, podemos afirmar corretamente que o prédio se assemelha a um espelho a) plano e o carro posicionou-se em seu foco infinito. b) convexo e o carro posicionou-se em seu foco principal. c) convexo e o carro posicionou-se em um foco secundário. d) côncavo e o carro posicionou-se em seu foco principal. e) côncavo e o carro posicionou-se em um foco secundário. Questão 11) A figura ao lado mostra um espelho esférico côncavo de raio de curvatura R, apoiado sobre a horizontal, com a face refletora voltada para cima. A reta tracejada vertical OP passa sobre o ponto correspondente ao centro do espelho esférico. Determine a distância y, acima do ponto O e ao longo da reta OP, para a qual ocorrerá maior incidência de luz solar refletida

5 no espelho, suposta de incidência vertical. Considere o espelho esférico 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 Questão 12) Atualmente, há diversos tipos de telescópios no mercado. Apesar de suas especificidades, todos funcionam com base em princípios fundamentais da Óptica. No esquema abaixo, há representação da trajetória que os raios de luz fazem em um telescópio conhecido como newtoniano, desde o instante em que incidem no espelho na posição A, passam pelo espelho na posição B e chegam à ocular. ângulo de incidência; o espelho da posição B é convexo, e os raios de luz que nele incidem refletem convergindo para seu foco. b) o espelho da posição A é convexo, e os raios de luz que nele incidem refletem convergindo para seu foco; o espelho da posição B é côncavo, e os raios de luz que nele incidem refletem convergindo para seu foco. c) o espelho da posição A é convexo, e os raios de luz que incidem em seu vértice refletem passando pelo seu centro de curvatura; o espelho da posição B é plano, e os raios que nele incidem refletem segundo o mesmo ângulo de incidência. d) o espelho da posição A é côncavo, e os raios de luz que nele incidem refletem convergindo para seu foco; o espelho da posição B é plano, e os raios que nele incidem refletem segundo o mesmo ângulo de incidência. Questão 13) 18. Um objeto é colocado a 40 cm do vértice de um espelho côncavo de raio de curvatura igual a 30 cm. Nesse caso, a distância da imagem em relação ao espelho, em cm, é igual a: a) 12 b) 16 c) 20 d) 24 e) 30 Questão 14) É correto afirmar que os espelhos das posições A e B empregados nesse telescópio, assim como as propriedades físicas que possuem e que foram empregadas nesse instrumento são, respectivamente: a) o espelho da posição A é côncavo, e os raios que nele incidem refletem segundo o mesmo 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.

6 a) 3. b) 5. c) 6. d) 10. e) 12. Questão 15) Um objeto é colocado frente um espelho esférico de raio de curvatura 50cm tem uma imagem invertida de maior tamanho formada a 1,5m do espelho. Determine a distância entre o foco e o objeto para que esta imagem seja formada. Questão 16) Dois espelhos esféricos côncavos, um de distância focal 2,0 m e outro de distância focal 5,0 m, foram colocados um voltado para o outro, de forma que seus eixos principais coincidissem. Na metade da distância entre os dois espelhos, a 1 m da superfície refletora de cada um deles, foi colocado o objeto AB. A distância entre as imagens do objeto AB, conjugadas pelos espelhos, isoladamente, em m, é de a) b) 4 17 c) 4 15 d) 4 13 e) 4 Questão 17) Coloca-se um objeto a 40cm de um espelho esférico. Depois leva-se este objeto para 20cm do espelho, com isso o tamanho da imagem reduz para terça parte. Qual é a distância focal do espelho? Questão 18) Temos um espelho côncavo de raio de curvatura 80cm. Um objeto é colocado primeiro a 120cm, depois a 60cm e finalmente 20cm. Determine o aumento em cada caso. Questão 19) A que distância deve um homem ficar de pé diante de um espelho esférico côncavo de 120 cm de raio de curvatura, para que possa ver a imagem de seu rosto quatro vezes maior? Questão 20) A imagem de um objeto formada 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 focal do espelho e assinale a alternativa correta. a) 0,1cm b) 0, 1 cm c) 10 cm d) 15 cm e) 20 cm Questão 21) Denomina-se distância mínima de visão distinta à menor distância entre um objeto e o olho de uma pessoa para que ela consiga vê-lo com nitidez. Suponha que tenha caído um cisco no olho de um oculista. Para melhor examinar o próprio olho, ele utiliza um espelho côncavo

7 de distância focal igual a 16cm para obter uma imagem direita e ampliada. Se a distância mínima de visão distinta do oculista é igual a 24cm, então para que ele consiga enxergar a imagem com nitidez, seu olho deve ficar a uma distância do espelho, no mínimo, igual a: a) 18 cm; b) 12 cm; c) 10 cm; d) 8 cm; e) 6 cm. b) 34 c) 40 d) 48 e) 56 Questão 25) Uma vela, de altura H, é colocada diante de um espelho côncavo com raio de curvatura de 10 cm. A vela encontra-se a uma distância D do vértice do espelho, como mostra a figura abaixo, e produz uma imagem real, invertida e com altura h=h/2 Questão 22) Um palito de fósforo, de 8 cm de comprimento, é colocado a 80 cm de distância de um espelho esférico 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 focal do espelho vale: a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm e) 50 cm Questão 23) Um espelho côncavo possui raio de curvatura R = 40 cm. A 100 cm do vértice posiciona-se um objeto luminoso frontal de altura 8,0 cm. A distância da imagem ao vértice é d, e sua altura é a (valores absolutos). Determine: a) o valor de d. b) o valor de a. c) as características da imagem. Pode-se afirmar que a distância D é igual a a) 15,0 cm b) 12,0 cm c) 7,5 cm d) 8,0 cm e) 20,0 cm Questão 26) 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. Questão 24) Um objeto luminoso é colocado a 80 cm de um espelho esférico de raio de curvatura igual a 1,2 m. Sabe-se que a imagem formada é virtual e menor que o objeto. A distância da imagem ao espelho, em cm, vale aproximadamente: a) 25

8 08. A imagem está situada à direita do foco do espelho. 16. Sem conhecer o valor da distância focal do espelho, nada se pode afirmar sobre a imagem conjugada. Questão 28) Um objeto de 10 cm de altura se localiza frente a um espelho esférico cuja distância focal é de 10cm. Determine a maior distância entre o objeto e a sua imagem. O objeto se encontra a 5 cm do espelho. Questão 29) 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. Questão 27) A luz de um feixe paralelo de um objeto distante atinge um grande espelho, de raio de curvatura R = 5,0 m, de um poderoso telescópio, como mostra a figura abaixo. Após atingir o grande espelho, a luz é refletida por um pequeno espelho, também esférico e não plano como parece, que está a 2 m do grande. Sabendo que a luz é focalizada no vértice do grande espelho esférico, faça o que se pede nos itens seguintes. A figura abaixo representa um espelho esférico convexo com um objeto à sua frente. A distância do objeto ao espelho é igual a três vezes a distância focal do espelho. Com relação à imagem conjugada pelo espelho, assinale o que for correto. 01. A imagem conjugada é virtual, direta e reduzida. 02. A altura da imagem corresponde a 4 1 da altura do objeto. 04. A distância do objeto à imagem é 2 9 f. a) O objeto no ponto F, para o pequeno espelho, é real ou virtual? Justifique sua resposta. b) Calcule o raio de curvatura r do pequeno espelho. c) O pequeno espelho é côncavo ou convexo? Justifique sua resposta. Questão 30) Em uma aula prática de óptica, um espelho esférico côncavo é utilizado para obter a

9 imagem de um prédio. Considere as seguintes medidas: altura do prédio = 20 m; distância do prédio ao espelho = 100 m; distância focal do espelho = 20 cm. Admitindo que a imagem conjugada se situa no plano focal do espelho, calcule, em centímetros, a altura dessa imagem. Questão 31) Um jovem situado a 1,2m do vértice de um espelho convexo de 3m de raio se afasta do espelho com velocidade constante com velocidade constante. Após 10s sua imagem está a 1m do espelho. Qual a rapidez do jovem. Questão 32) Um objeto se aproxima do vértice de um espelho convexo com rapidez de 30m/s. Com que rapidez média se desloca a imagem relativa ao espelho que está fixo. O raio de curvatura do espelho é 40cm e o objeto está inicialmente a 60 cm do espelho e depois a 40 cm. Questão 33) Um jovem se encontra frente a um espelho esférico cujo o raio de curvatura é 40 m. A imagem se encontra a 20 m do centro de curvatura. Determine o menor tempo que o jovem deve usar para que possa ver sua imagem acelerando uniformemente a 5 m/s 2 Questão 34) Um objeto é colocado em um local muito distante de um espelho côncavo, obtém-se sua imagem a 25cm do espelho. Após isso se coloca o objeto no centro de curvatura do espelho. Determine a posição da nova imagem. Um espelho esférico convexo reflete uma imagem equivalente a 3/4 da altura de um objeto dele situado a uma distância p1. Então, para que essa imagem seja refletida com apenas 1/4 da sua altura, o objeto deverá se situar a uma distância p2 do espelho, dada por a) p2 = 9p1. b) p2 = 9p1/4. c) p2 = 9p1/7. d) p2 = 15p1/7. e) p2 = 15p1/7. Questão 36) Uma vela é colocada perpendicularmente ao eixo principal de um espelho côncavo. Inicialmente, ela se encontra entre o foco e o vértice, a uma distância d do foco. Nesse caso, a altura da imagem da vela conjugada pelo espelho é h. Desloca-se a vela até que ela se encontre entre o foco e o centro óptico, a uma distância d do foco. Nesse caso, a altura da imagem da vela conjugada pelo espelho é h. A razão h / h é igual a: a) 1/4; b) 1/2; c) 1; d) 2; e) 4. Questão 37) Considere um espelho esférico côncavo com raio de curvatura R. Uma fonte pontual de luz é colocada sobre o eixo ótico principal deste espelho a uma distância d. A que distância x deve-se colocar um espelho plano para que o raio de luz refletido pelo espelho esférico seja também refletido pelo espelho plano e retorne ao ponto onde está situada a fonte de luz? Questão 35)

10 de um cabo de fibra óptica. Este cabo capta e conduz o feixe concentrado para a sua outra extremidade, como ilustrado na figura. a) d 2 /R b) 2d+R 2 c) d 2 /(2d-R) d) 2d-R Questão 38) Um dispositivo para a observação da imagem do Sol é constituído por dois espelhos esféricos concêntricos e uma tela, como ilustra a figura a seguir. O espelho convexo tem raio de curvatura R1 igual a 12 cm e o espelho côncavo tem raio de curvatura R2 igual a 30 cm. Calcule o valor da distância (d) entre a tela e o centro de curvatura C, comum aos dois espelhos, quando a imagem do Sol se forma com nitidez sobre a tela. Questão 39) Um pesquisador decide utilizar a luz solar concentrada em um feixe de raios luminosos para confeccionar um bisturi para pequenas cirurgias. Para isso, construiu um coletor com um espelho esférico, para concentrar o feixe de raios luminosos, e um pequeno espelho plano, para desviar o feixe em direção à extremidade Em uma área de 1 mm 2, iluminada pelo sol, a potência disponível é 0,001 W/mm 2. A potência do feixe concentrado que sai do bisturi óptico, transportada pelo cabo, cuja seção tem 0,5 mm de raio, é de 7,5 W. Assim, a potência disponibilizada por unidade de área (utilize a) b) c) d) 785. e) 100. Questão 40) 3 ) aumentou por um fator de Existem dois espelhos côncavos um na frente do outro com o mesmo foco. Sobre o eixo principal comum se coloca um objeto perpendicular ao eixo e a uma distância de 4 cm do primeiro espelho. Determine a que distancia do foco se encontra a imagem sobre o espelho 2 da primeira imagem do objeto sobre o espelho 1. f = 20cm Questão 41) Na figura, O é um ponto objeto virtual, vértice de um pincel de luz cônico convergente que incide sobre um espelho esférico côncavo E de distância focal f. Depois de refletidos no espelho, os raios desse pincel convergem para o ponto I sobre o eixo principal do espelho, a

11 uma distância f 4 de seu vértice. Considerando válidas as condições de nitidez de Gauss, é correto afirmar que a distância focal desse espelho é igual a a) 150 cm. b) 160 cm. c) 120 cm. d) 180 cm. e) 200 cm. Questão 42) A figura a seguir mostra um espelho côncavo esférico, cuja superfície é atingida por um fino raio luminoso. Determine a que distância do centro de curvatura o raio incidente e refletido se entraram. Gabarito 1. D 2. A 3. D 4. E 5. C 6. B E 9. C 10. E 11. A 12. D 13. D 14. C 15. 5cm 16. A /7 cm 18. A120 = +1/2 A60 = - 2 A20 = P =45cm 20. C 21. D 22. B 23. a) p = 25 cm b) i = 2 cm c) real, invertida e menor. 24. B 25. A 26. A = 1,25 p = 40cm D=15cm 29. a) O objeto em F, para o pequeno espelho, é virtual, pois é formado por prolongamentos de raios. b) r 2 1,3 m c) Como r < 0, então o pequeno espelho é convexo. P = f i o f P i 4,0cm 31. Gab:v= 0,18m/s

12 32. V=2,5m/s 33. t =2s 34. P = +50cm 35. A 36. C 37. C 38. d = 10cm 39. A 40. X= C 42. d = 107,1m