Primeira lista de física para o segundo ano 1) Dois espelhos planos verticais formam um ângulo de 120º, conforme a figura. Um observador está no ponto A. Quantas imagens de si mesmo ele verá? a) 4 b) 2 c) 3 d) nenhuma. e) infinitas. 2) A figura adiante mostra uma vista superior de dois espelhos planos posicionados verticalmente, um perpendicular ao outro. Sobre o espelho OA incide um raio de luz horizontal, no plano do papel, mostrado na figura. Após reflexão nos dois espelhos, o raio emerge formando um ângulo com a normal ao espelho OB. O ângulo vale: (ver imagem) a) 0 o b) 10 o c) 20 o d) 30 o e) 40 o 3) Um lápis encontra-se na frente de um pequeno espelho plano E, como mostra a figura. O lápis e a imagem estão corretamente representados por:
4) Um raio de luz r incide sucessivamente em dois espelhos planos E 1 e E 2, que formam entre si um ângulo de 60, conforme representado no esquema a seguir. Nesse esquema o ângulo é igual a: a) 80 b) 70 c) 60 d) 50 e) 40 5) Observe a figura. Nessa figura, dois espelhos planos estão dispostos de modo a formar um ângulo de 30 entre eles. Um raio luminoso incide sobre um dos espelhos, formando um ângulo de 70 com a sua superfície. Esse raio, depois de se refletir nos dois espelhos, cruza o raio incidente formando um ângulo de: a) 90 b) 100 c) 110 d) 120 e) 140 6) A figura a seguir representa um espelho plano, um objeto, 0, sua imagem, I, e cinco observadores em posições distintas, A, B, C, D e E.
Entre as posições indicadas, a única da qual o observador poderá ver a imagem I é a posição: a) A. b) B. c) C. d) D. e) E. 7) Num espelho plano, ângulo entre o raio refletido e o raio incidente é 72. O ângulo de incidência é: a) 18 b) 24 c) 36 d) 72 e) 144 8) Na figura, estão representados um prisma retangular, cujos ângulos da base são iguais a 45, um objeto AB e o olho de um observador. Devido ao fenômeno da reflexão total, os raios de luz provenientes do objeto são refletidos na base do prisma, que funciona como um espelho plano. Assinale a alternativa que o melhor representa a imagem A'B', vista pelo observador.
9) Você está em uma sala de forma quadrática de lado 3m e altura 2,20m, em frente a um espelho plano de 1m de comprimento e 2,20m de altura, fixo em uma das paredes, concêntrico à parede. Você pode deslocar-se sobre a mediatriz do comprimento do espelho e, por reflexão, visualizará. a) metade da parede, se estiver encostado na parede oposta. b) toda a parede oposta, estando no centro da sala. c) toda a parede oposta, independente da posição. d) metade da parede, estando no centro da sala. e) somente 1m do comprimento da parede, independentemente de sua posição. 10) Maria, localizada no ponto M, observa a imagem de Joana, que está em J, através de um espelho plano vertical E fixo a uma parede. O esquema indica as dimensões do ambiente e a largura do espelho. Maria vai se locomover em um só sentido, paralelamente ao espelho, sem perder a imagem de Joana. Pelas dimensões indicadas no esquema, o maior deslocamento que Maria pode realizar, em metros, é igual a: a) 5,0 b) 4,0 c) 3,5 d) 3,0 e) 2,0 11) Um menino, parado em relação ao solo, vê sua imagem em um espelho plano E colocado à parede traseira de um ônibus. Se o ônibus se afasta do menino com velocidade de 2m/s, o módulo da velocidade da imagem, em relação ao solo, é: a) 4 m/s b) 3 m/s c) 2 m/s d) 1 m/s 12) Uma criança aproxima-se de um espelho plano com velocidade V, na direção da normal ao espelho. Podemos afirmar que sua imagem: a) Afasta-se do espelho com velocidade V; b) Aproxima-se do espelho com velocidade V; c) Afasta-se do espelho com velocidade 2V;
d) Aproxima-se do espelho com velocidade 2V; e) Afasta-se do espelho com velocidade V/2. 13) Um observador, a 1,0m de um espelho plano, vê a imagem de um objeto que está a 6,0m do espelho. Quando o observador se aproxima 0,5m do espelho, a quantos metros do espelho estará a imagem do objeto? 14) Uma modelo aproxima-se de um espelho plano e depois dele se afasta sempre andando muito charmosamente. Qual dos gráficos a seguir representa o tamanho real h de sua imagem em função do tempo? 15) Assinale a alternativa correta. a) Quando alguém se vê diante de um espelho plano, a imagem que observa é real e direita. b) A imagem formada sobre o filme, nas máquinas fotográficas, é virtual e invertida. c) A imagem que se vê quando se usa uma lente convergente como "lente de aumento" (lupa) é virtual e direita. d) A imagem projetada sobre uma tela por um projetor de slides é virtual e direita. e) A imagem de uma vela formada na retina de um olho humano é virtual e invertida. 16) Uma superfície refletora esférica côncava, cujo raio de curvatura é 30 cm, é usada para formar a imagem de um pequeno objeto localizado a 60 cm da superfície, conforme o esquema. A imagem se forma a uma distância da superfície que vale, em cm: a) 15 b) 20 c) 30 d) 45
e) 60 17) A imagem de um objeto forma-se a 40cm de um espelho côncavo com distância focal de 30cm. A imagem formada situa-se sobre o eixo principal do espelho, é real, invertida e tem 3cm de altura. a) Determine a posição do objeto. b) Construa o esquema referente a questão representando objeto, imagem, espelho e raios utilizados e indicando as distâncias envolvidas. 18) Um estudante colocou uma caneta a uma distância relativamente grande de uma colher bem polida e observou o tipo de imagem que aparecia na parte interna da colher. A imagem que ele viu, comparada com a caneta, era: a) maior, direta e virtual. b) maior, invertida e real. c) menor, invertida e virtual. d) menor, direta e real. e) menor, invertida e real. 19) A vigilância de uma loja utiliza um espelho convexo de modo a poder ter uma ampla visão do seu interior. A imagem do interior dessa loja, vista através desse espelho, será: a) real e situada entre o foco e o centro da curvatura do espelho. b) real e situada entre o foco e o espelho. c) real e situada entre o centro e o espelho. d) virtual e situada entre o foco e o espelho. e) virtual e situada entre o foco e o centro de curvatura do espelho. 20) O espelho retrovisor da motocicleta é convexo porque: a) reduz o tamanho das imagens e aumenta o campo visual. b) aumenta o tamanho das imagens e aumenta o campo visual. c) reduz o tamanho das imagens e diminui o campo visual. d) aumenta o tamanho das imagens e diminui o campo visual. e) mantém o tamanho das imagens e aumenta o campo visual. 21) Um objeto real é colocado sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo a 4cm de seu vértice. A imagem conjugada desse objeto é real e está situada a 12cm do vértice do espelho, cujo raio de curvatura é: a) 2 cm. b) 3 cm. c) 4 cm. d) 5 cm. e) 6 cm. 22) Um objeto é colocado a 15cm à esquerda de uma lente convergente de distância focal igual a 10cm. A uma distância de 15cm à direita da lente, encontra-se um espelho côncavo de distância focal igual a 5cm. Determine, em cm, a posição da imagem final. 23) Um objeto real é colocado sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo a 4cm de seu vértice. A imagem conjugada desse objeto é real e está situada a 12cm do vértice do espelho. Calcule: a) a distância focal deste espelho;
b) o raio de curvatura do espelho. c) o aumento linear (A); 24) Em frente a um espelho esférico côncavo, de centro de curvatura C e foco principal F, são colocados dois objetos, A e B, conforme a ilustração a seguir. A distância entre as respectivas imagens conjugadas de A e B é: a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm e) 50 cm 25) Um objeto é colocado sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo, a 20 cm do vértice. Sendo 30 cm a distância focal do espelho, pode-se afirmar que a imagem do objeto é: a) virtual, distante 60 cm do vértice. b) real, distante 20 cm do vértice. c) virtual, distante 20 cm do vértice. d) real, distante 30 cm do vértice. e) virtual e está sobre o foco. 26) Um objeto real O encontra-se diante de um espelho esférico côncavo, que obedece as condições de Gauss, conforme o esquema adiante. Calcule a distância x entre o objeto e o vértice do espelho. 27) O campo gerado por uma carga puntiforme em repouso tem, nos pontos A e B, as direções e sentidos indicados pelas flechas na figura a seguir. O módulo do campo elétrico no ponto B vale 24V/m. O módulo do campo elétrico no ponto P da figura vale, em volt por metro:
a) 3. b) 4. c) 3 2 d) 6. e) 12 28) Um ponto P está situado à mesma distância de duas cargas, uma positiva e outra negativa, de mesmo módulo. A opção que representa corretamente a direção e o sentido do campo elétrico criado por essas cargas, no ponto P, é: 29) Duas cargas elétricas +Q e -9Q estão localizadas, respectivamente, nos pontos M e N indicados no esquema a seguir. Considerando os pontos 1, 2, 3 e 4 marcados no esquema, o campo elétrico resultante da ação dessas cargas elétricas é nulo:
a) somente no ponto 1. b) somente no ponto 2. c) somente nos pontos 1 e 2. d) somente nos pontos 3 e 4. e) nos pontos 1, 2, 3 e 4. 30) Qual dos diagramas a seguir, melhor representa a variação espacial do módulo do campo elétrico com relação ao centro de uma esfera condutora de raio R, carregada e em equilíbrio eletrostático? 31) Suponha uma esfera metálica de raio 0,10m com uma carga Q uniformemente distribuída em sua superfície. Uma partícula com a carga q = + 4,0 10-8 C, ao ser colocada num ponto P a uma distância de 0,30m do centro da esfera, experimenta uma força atrativa de módulo 2,0 x 10-2 N. Considere K = 9,0 x 10 9 (N.m 2 /C 2 ). a) Determine, no ponto P, o campo elétrico (módulo, direção e sentido) produzido pela esfera. b) Determine Q. c) Calcule o potencial elétrico na superfície da esfera. d) Qual a intensidade do campo elétrico no interior da esfera? Justifique.
32) Uma carga elétrica puntiforme com carga de 4,0 C é colocada em um ponto P do vácuo, e fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 1,2N. O campo elétrico nesse ponto P tem intensidade de: a) 3,0 10 5 N/C b) 2,4 10 5 N/C c) 1,2 10 5 N/C d) 4,0 10-6 N/C e) 4,8 10-6 N/C 33) A figura a seguir mostra duas cargas pontuais, Q 1 e Q 2. Elas estão fixas nas suas posições e a uma distância de 1,00 m entre si. No ponto P, que está a uma distância de 0,50m da carga Q 2, o campo elétrico é nulo. Sendo Q 2 = +1,0 10-6 C, o valor da carga Q 1 (em coulombs) é: a) -9,0 x 10-6 b) +9,0 x 10-6 c) +1,0 x 10-6 d) -1,0 x 10-6 e) -3,0 x 10-6 34) Devido à presença das cargas elétricas Q 1 e Q 2, o vetor campo elétrico resultante no ponto P da figura a seguir é melhor representada pela alternativa:
35) As cargas puntiformes q 1 = 20 C e q 2 = 64 C estão fixas no vácuo (k 0 = 9 10 9 N.m 2 /C 2 ), respectivamente nos pontos A e B. O campo elétrico resultante no ponto P tem intensidade de: a) 3,0 10 6 N/C b) 3,6 10 6 N/C c) 4,0 10 6 N/C d) 4,5 10 6 N/C e) 5,4 10 6 N/C 36) Num determinado ponto P do ponto elétrico criado por uma carga puntiforme, o potencial é V p = 200 V e a intensidade do vetor campo elétrico é E p = 0,8 V/m. Pergunta-se: qual a distância do ponto P à carga criadora do campo elétrico? a) 2,5 x 10-3 m b) 1,5 m c) 2,5 x 10 3 m d) 250 m e) 2,5 m 37) Um elétron é acelerado, a partir do repouso, ao longo de 8,8 mm, por um campo elétrico constante e uniforme de módulo E = 1,0 10 5 V/m. Sabendo-se que a razão carga / massa do elétron vale e / m = 1,76 10 11 C/kg, calcule: a) a aceleração do elétron. b) a velocidade final do elétron. Ao abandonar o campo elétrico, elétron penetra perpendicularmente a um campo magnético constante e uniforme de módulo B = 1,0 10-2 T. c) Qual o raio da órbita descrita pelo elétron? 38) Considere o campo elétrico criado por:
I. Duas placas metálicas planas e paralelas, distanciadas de 1,0 cm, sujeitas a uma d.d.p de 100V. II. Uma esfera metálica oca de raio 2,0cm carregada com 2,5 C de carga positiva. Quais as características básicas dos dois campos elétricos? A que distância do centro da esfera, um elétron sofreria a ação de uma força elétrica de módulo igual à que agiria sobre ele entre as placas paralelas? Dados: carga do elétron: e = 1,6 10-19 C constante do Coulomb para o ar e o vácuo: k 0 = 9 10 9 Nm 2 /C 2 Para cada alternativa, as informações dos itens 1, 2 e 3, respectivamente, refere-se a: 1. Campo entre as placas. 2. Campo da esfera. 3. Distância do centro da esfera. a) 1. uniforme (longe das extremidades) 2. radial (dentro e fora da esfera) 3. 15m b) 1. não há 2. só há campo no interior da esfera 3. 150m c) 1. uniforme 2. uniforme (dentro e fora da esfera) 3. 1,5m d) 1. uniforme (longe das extremidades) 2. -radial (fora da esfera), -nulo (dentro da esfera) 3. 1,5m e) 1. nulo 2. -nulo (dentro da esfera), -radial (fora da esfera) 3. 1,5 39) A diferença de potencial entre as duas placas condutoras paralelas indicadas no esquema é 500V. Dado: carga do elétron = 1,6 10-19 C. Quando um elétron é transportado de P 1 a P 2, o trabalho realizado pelo campo elétrico é, em joules, igual a:
a) 1,3 10-20 b) 6,4 10-20 c) 6,4 10-17 d) 8,0 10-16 e) 8,0 10-15 40) Uma gota de óleo de massa 1mg e carga q = 2 10-8 C, é solta em uma região de campo elétrico uniforme E, conforme mostra a figura a seguir. Mesmo sob o efeito da gravidade, a gota move-se para cima, com uma aceleração de 1m/s 2. Determine o módulo do campo elétrico, em V/m. (Considere g = 10 m/s 2 ). 41) Numa região em que existe um campo eletrostático uniforme, uma pequena esfera condutora descarregada é introduzida. Das configurações, a que melhor representa a distribuição de cargas que aparecerá na superfície da esfera, é: 42) Num ponto A do universo, constata-se a existência de um campo elétrico E de intensidade 9,0 10 5 N/C, devido exclusivamente a uma carga puntiforme Q situada a 10 cm dele. Num outro ponto B, distante 30 cm da mesma carga, o vetor campo elétrico tem intensidade 1,0. 10 5 N/C. A d.d.p. entre A e B é: a) 1,8 10 4 V b) 2,0 10 4 V c) 6,0 10 4 V d) 6,0 10 5 V
e) 8,0 10 5 V 43) No vácuo (k 0 = 9 10 9 N.m 2 / C 2 ), colocam-se as cargas Q A = 48 10-6 C e QB = 16 10-6 C, respectivamente nos pontos A e B representados abaixo. O campo elétrico no ponto C tem módulo igual a: a) 60.10 5 N/C b) 55.10 5 N/C c) 50.10 5 N/C d) 45.10 5 N/C e) 40.10 5 N/C 44) Considerando uma partícula com carga elétrica Q, fixa num ponto, e uma carga de prova q, é correto afirmar: (01) A força elétrica entre essas cargas tem módulo diretamente proporcional à distância que as separa. (02) Quando a carga q é colocada próxima à Q, ela sofre a ação de uma força elétrica de módulo proporcional à intensidade do campo elétrico criado pela carga Q. (04) Se Q for positiva e q negativa a força elétrica entre elas será de atração. (08) A unidade de intensidade de campo elétrico no Sistema Internacional (SI) é o coulomb/metro. (16) O campo elétrico devido à carga Q é um campo elétrico uniforme. Marque como resposta a soma dos itens corretos. 45) Uma casca esférica metálica de raio R encontra-se eletrizada com uma carga positiva igual a Q, que gera um campo elétrico E, cujas linhas de campo estão indicadas na figura a seguir. A esfera está localizada no vácuo, cuja constante eletrostática pode ser representada por k 0. Numa situação como essa, o campo elétrico em um ponto situado a uma distância D do centro da esfera, sendo D < R, e o potencial desta em sua superfície são, respectivamente, iguais a: a) zero e k 0 Q / R b) zero e k 0 Q/(R - D) c) k 0 Q / R 2 e zero d) k 0 Q / R 2 e k 0 Q / D e) k 0 Q / D 2 e k 0 Q / R
46) Nos pontos A e B da figura são colocadas, respectivamente, as cargas elétricas puntiformes - 3Q e +Q. No ponto P o vetor campo elétrico resultante tem intensidade: a) b) c) d) e) 5Q k 12d 2Q k 2 9d Q k 12d 4Q k 2 3d 7Q k 18d 2 2 2 47) O campo elétrico criado por um dipolo elétrico tem intensidade 4,5 10 8 N/C no ponto médio da reta que une as cargas. Sabendo-se que a constante eletrostática do meio é 9,0 10 9 Nm 2 /C 2, a distância entre as cargas é igual a 20cm e o módulo de cada uma das cargas que constituem o dipolo é X 10-5 C, determine o valor de X. 48) Nos vértices A e C do quadrado abaixo colocam-se cargas elétricas de valor +q. Para que no vértice D do quadrado o campo elétrico tenha intensidade nula, a carga elétrica que deve ser colocado no vértice B deve ter o valor: a) b) c) d) e) 2q 2q 3 2 2 2 2 2q q 2q
49) A intensidade do vetor campo elétrico gerado por uma carga Q puntiforme, positiva e fixa em um ponto do vácuo, em função da distância (d) em relação a ela, varia conforme o gráfico dado. A intensidade do vetor campo elétrico, no ponto situado a 6m da carga, é: a) 2 10 5 N/C b) 3 10 5 N/C c) 4 10 5 N/C d) 5 10 5 N/C e) 6 10 5 N/C 50) Seis cargas elétricas puntiformes se encontram no vácuo fixas nos vértices de um hexágono regular de lado L. As cargas têm mesmo módulo, Q, e seus sinais estão indicados na figura. Dados: Constante eletrostática do vácuo = k 0 = 9,0 10 9 N m 2 /C 2 L = 3,0 10 1 cm; Q = 5,0 10-5 C No centro do hexágono, o módulo e o sentido do vetor campo elétrico resultante são, respectivamente, a) 5,0 10 6 N/C; de E para B. b) 5,0 10 6 N/C; de B para E. c) 5,0 10 6 N/C; de A para D. d) 1,0 10 7 N/C; de B para E. e) 1,0 10 7 N/C; de E para B.