terça-feira, 1 de setembro de 2015

Cursos do Blog - Termologia, Óptica e Ondas

Campo visual de um espelho plano

23ª aula
Espelho plano - Campo visual

Borges e Nicolau

Espelho plano
 

É uma superfície plana na qual o fenômeno predominante é a reflexão regular da luz.

Imagem de um ponto num espelho plano

Um ponto P é colocado diante de um espelho plano. Considere dois raios de luz PI e PJ que partem de P e incidem no espelho. Lembrando que o ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência, construímos os correspondentes raios refletidos cujos prolongamentos encontram-se num ponto P’. Estes raios incidem na vista de um observador e para ele parecem originar-se em P’. O observador vê P’. O ponto P é o vértice de um feixe que incide no espelho, sendo denominado ponto objeto. P’ é o vértice de um feixe que emerge do espelho, sendo denominado ponto imagem.

Quando os raios que definem o vértice do feixe se encontram efetivamente dizemos que o ponto tem natureza real. 

Quando os raios se encontram por meio de prolongamentos, dizemos que o ponto tem natureza virtual.

Assim, P é um ponto objeto real e P’ ponto imagem virtual. Portanto: no espelho plano objeto e imagem têm naturezas opostas.


Observe que os  triângulos POI e P’OI são congruentes.  Concluímos então que PO = P’O, isto é: P e P’ são simétricos em relação à superfície do espelho.

Campo visual de um espelho plano

Ao olhar para a superfície refletora de um espelho, um observador O vê, por reflexão, uma  certa região do espaço. Esta região é chamada campo visual do espelho,  em relação ao observador O. O campo visual depende das dimensões do espelho e da posição do observador.

Para se obter o campo visual deve-se determinar a imagem O’ do olho do observador e unir O’ com os extremos do espelho.


Animações:
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Exercícios básicos
 

Exercício 1:
A distância entre um ponto objeto P e o correspondente ponto imagem P’, fornecido por um espelho plano é de 30 cm. Qual é a distância do ponto objeto P ao espelho?

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Exercício 2:
Dois pontos A e B são colocados na frente de um espelho plano, conforme mostra a figura. Determine:
a) a distância entre A e a imagem B’ do ponto B.
b) a distância entre B e a imagem A’ do ponto A.


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Exercício 3:
Maria posiciona-se num ponto A diante de um espelho plano. Por reflexão no espelho Maria consegue ver a imagem de Pedrinho posicionado no ponto B?


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Exercício 4:
Uma barata se desloca numa reta diante de um espelho plano, conforme a figura. Qual é a distância que a barata percorre dentro do campo visual do observador O? O lado de cada quadradinho é igual a 2,0 cm. 


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Exercício 5:
Um ponto objeto P está diante de um espelho plano. Este sofre uma translação passando da posição (1) para a posição (2). Qual é a distância entre a posição inicial (P’) e a posição final (P”) do ponto imagem? O lado de cada quadradinho é igual a 2,0 cm.


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Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1:
(UEL-PR)
Um observador O observa a imagem de um objeto P refletida num espelho plano horizontal. A figura mostra um feixe de raios luminosos que partem de P. O raio que atinge o observador O é:



a) PEO.
b) PDO.
c) PCO.
d) PBO.
e) PAO


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Revisão/Ex 2:
(UERJ)
Uma garota, para observar seu penteado, coloca-se em frente a um espelho plano de parede, situado a 40 cm de uma flor presa na parte de trás dos seus cabelos. Buscando uma visão melhor do arranjo da flor no cabelo, ela segura, com uma das mãos, um pequeno espelho plano atrás da cabeça, a 15 cm da flor. A menor distância entre a flor e sua imagem, vista pela garota no espelho de parede, está próxima de:



a) 55 cm.
b) 70 cm.
c) 95 cm.
d) 110 cm.
e) 125 cm.


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Revisão/Ex 3:
(UESPI)
Uma bola vai do ponto A ao ponto B sobre uma mesa horizontal, segundo a trajetória mostrada na figura a seguir. Perpendicularmente à superfície da mesa, existe um espelho plano. Pode-se afirmar que a distância do ponto A à imagem da bola quando ela se encontra no ponto B é igual a:



a) 8 cm
b) 12 cm
c) 16 cm
d) 20 cm
e) 32 cm


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Revisão/Ex 4:
(Fuvest-SP)
Uma jovem está parada em A, diante de uma vitrine, cujo vidro, de 3 m de largura, age como uma superfície refletora plana vertical. Ela observa a vitrine e não repara que um amigo, que no instante t0 está em B, se aproxima, com velocidade constante de 1 m/s, como indicado na figura, vista de cima.



Se continuar observando a vitrine, a jovem poderá começar a ver a imagem do amigo, refletida no vidro, após um intervalo de tempo, aproximadamente, de:


a) 2 s.
b) 3 s.
c) 4 s
d) 5 s.
e) 6 s.


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Revisão/Ex 5:
(EFOMM-RJ)
Uma pessoa caminha em direção a um espelho fixo com velocidade escalar constante, medida em relação ao solo, conforme mostra a figura abaixo. 



Analisando a situação descrita, pode-se afirmar que:

a) a imagem, de mesmo tamanho, afasta-se do espelho com velocidade de 1,5 m/s.
b) a imagem, de mesmo tamanho, aproxima-se do espelho com velocidade de 3,0xm/s.
c) a pessoa e a sua imagem aproximam-se com velocidade relativa de 3,0 m/s.
d) a pessoa e a sua imagem afastam-se com velocidade relativa de 3,0 m/s.
e) a imagem, aumentada devido à aproximação da pessoa, tem velocidade de 1,5xm/s.


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segunda-feira, 31 de agosto de 2015

Cursos do Blog - Mecânica


23ª aula
Aplicando as Leis de Newton

Borges e Nicolau

Leis de Newton

Primeira lei

Um ponto material isolado ou está em repouso ou realiza movimento retilíneo uniforme.

Segunda lei

A resultante das forças aplicadas a um ponto material é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida:

FR = m.a
Terceira lei

Quando um corpo 1 exerce uma força F12 sobre um corpo 2, este exerce no primeiro outra força F21 de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto.

Exercícios básicos

Exercício 1:
Dois blocos A e B de massas m e M, respectivamente, estão apoiados numa superfície horizontal perfeitamente lisa. Uma força horizontal constante de intensidade F é aplicada ao bloco A.


a) O que ocorre com o peso e força normal que agem em cada bloco?
b) Sendo f a intensidade da força que A exerce em B, qual é a intensidade da força que B exerce em A?
c) Represente todas as forças que agem nos blocos A e B, assim como a aceleração que eles adquirem.
d) Qual é a intensidade da força resultante que age em A e em B?
e) Aplique a cada um dos blocos a segunda lei de Newton, também chamada Princípio Fundamental da Dinâmica (PFD) e obtenha duas equações escalares, relacionando as intensidades das forças resultantes e a intensidade da aceleração.
f) Calcule a intensidade da aceleração a e a intensidade da força f, considerando 
F = 12 N, m = 1,0 kg e M = 2,0 kg.

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Exercício 2:
Dois blocos A e B de massas m = 1.0 kg e M = 2,0 kg, respectivamente, estão apoiados numa superfície horizontal perfeitamente lisa e ligados por um fio ideal. Uma força horizontal constante de intensidade F = 12 N é aplicada ao bloco B. Determine a intensidade da aceleração dos blocos e a intensidade da força de tração no fio.


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Exercício 3:
Considere dois blocos A e B de massas m = 2.0 kg e M = 3,0 kg, respectivamente. O bloco A está apoiado numa superfície horizontal perfeitamente lisa e é ligado, por um fio ideal, ao bloco B que se move verticalmente. Considere g = 10 m/s2. Determine a intensidade da aceleração dos blocos e a intensidade da força de tração no fio.


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Exercício 4:
O bloco B, apoiado numa mesa horizontal e perfeitamente lisa, está ligado por meio de dois fios ideais aos blocos A e C. A aceleração do bloco B é para a direita e tem intensidade a = 2,0 m/s2. As massas de A e B são respectivamente 1,0 kg e 2,0 kg. Considere g = 10 m/s2. Determine as intensidades das forças de tração nos fios e a massa do bloco C.


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Exercício 5:
Para o sistema de blocos, considere a inexistência de atritos. As massas de A, B e C são, respectivamente, 2,0 kg, 1,0 kg e 3,0 kg. Seja g = 10 m/s2. Determine a aceleração dos blocos, a intensidade da tração no fio que liga A e C e a intensidade da força que A exerce em B.


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Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1:
(Fuvest)
A figura mostra dois blocos A e B empurrados por uma força horizontal constante de intensidade F = 6,0 N, em um plano horizontal sem atrito.



O bloco A tem massa 2,0 kg e o bloco B tem massa 1,0 kg.


a) Qual é o módulo da aceleração do conjunto?
b) Qual é a intensidade da força resultante sobre o bloco A?


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Revisão/Ex 2:
(Vunesp)
Dois blocos, A e B, de massas 2,0 kg e 6,0 kg, respectivamente, e ligados por um fio, estão em repouso sobre um plano horizontal. Quando puxado para a direita pela força F mostrada na figura, o conjunto adquire aceleração de 2,0 m/
s2.


Nestas condições, pode-se afirmar que o módulo da resultante das forças que atuam em A e o módulo da resultante das forças que atuam em B valem, em newtons, respectivamente:


a) 4,0 e 16.
b) 16 e 16.
c) 8,0 e 12
d) 4,0 e 12.
e) 1,0 e 3,0


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Revisão/Ex 3:
(UFU-MG)
As figuras I e II representam duas montagens realizadas em um laboratório de Física. Na figura I um operador exerce na extremidade livre do fio uma força de intensidade F = 10 N e na figura II prende-se à referida extremidade um bloco B de peso
PB = 10 N.


É correto afirmar, sabendo-se que não há atrito que:

a) A aceleração do bloco A de massa m é nula nos dois casos se m = 1,0 kg.
b) As duas montagens fornecerão mesma aceleração para o bloco A de massa m.
c) A aceleração do bloco A é maior na situação da figura I.
d) A aceleração do bloco A não depende F ou de P.


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Revisão/Ex 4:
(Espcex)
Três blocos A, B e C de massas 4 kg, 6 kg e 8 kg, respectivamente, são dispostos, conforme representado no desenho abaixo, em um local onde a aceleração da gravidade g vale 10 m/
s2.


Desprezando todas as forças de atrito e considerando ideais as polias e os fios, a intensidade da força horizontal F que deve ser aplicada ao bloco A, para que o bloco C suba verticalmente com uma aceleração constante de 2 m/
s2, é de:

a) 100 N  
b) 112 N  
c) 124 N  
d) 140 N  
e) 176 N


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Revisão/Ex 5:
(UEGO)
Na figura a seguir, os blocos A e B encontram-se apoiados sobre uma superfície horizontal sem atrito, o bloco C está ligado ao bloco A por meio de um fio inextensível que passa por uma polia de massa desprezível, sendo as massas
mA = 4 kg, mB = 1 kg e mC = 5 kg e considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2.

Nessas condições, é correto afirmar que:

a) o conjunto de blocos A, B e C está em movimento retilíneo uniforme.
b) sendo a soma das massas dos blocos A e B igual à massa do bloco C, podemos afirmar que o sistema se encontra em repouso.
c) a força de contato que A exerce em B e a aceleração são respectivamente 5 N e 5 m/
s2.
d) a tração que o bloco C exerce no fio é de 10 N.
e) não houve conservação de energia mecânica do sistema.


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domingo, 30 de agosto de 2015

Arte do Blog

Architectural form of future ideal landscape - 1921

Enrico Prampolini
  
Enrico Prampolini nasceu em Modena, Itália, em 1894. Estudou em Lucca e Turim e participou brevemente da Accademia di Belle Arti em Roma, estudando sob orientação de Duilio Cambellotti. Em 1912, ele se juntou ao estúdio de Giacomo Balla e tornou-se um membro de um coletivo de arte futurista, através do qual ele conheceu os líderes do movimento, incluindo Umberto Boccioni, Carlo Carrà e Gino Severini. Expôs com outros futuristas na Galleria Sprovieri em Roma, em Abril e Maio de 1914 e, logo depois, em Praga.

 Ritratto di Marinetti poeta del Golfo della Spezia - 1934

Sua pintura influenciada por Balla foi definida por ângulos agudos e um geometrismo duro que parecia articular as idéias tecno-anárquica de FT Marinetti. Em 1913 Prampolini escreveu o manifesto "Cromofonia: Il colore dei suoni" ("Chromophony: As cores dos Sons"), no qual ele adotou os principais dogmas de Vasily Kandinsky; em seguida, ele criticou esses princípios em "Pittura Pura" ("pintura pura") e "Un'arte nuova?

Guglielmo Marconi - 1939

Em um manifesto dedicado ao teatro, "Manifesto futurista della scenografia" ("Manifesto Futurista de Cenografia"), Prampolini incorporou idéias de Balla referentes ao dinamismo mecânico e à desmaterialização dos corpos através da luz em suas propostas de cenografia futurista. Fascinado com a possibilidade de utilização de meios técnicos para remover o limite entre observador e desempenho, Prampolini foi tão longe a ponto de dar ao movimento o papel principal, substituindo os atores humanos com gás colorido e ruídos explosivos.
 
Sirene - 1947
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Em 1925 ele fundou a companhia de dança Teatro della Pantomima Futurista (Teatro de Futurist Pantomine), provavelmente como resposta ao Ballets Russes de Sergei Diaghilev Ballet (russo) e Ballets Suédois de Rolf de Maré (Ballet sueco). Entre seus projetos de construção podemos citar os pavilhões de Turim (1928) e Milão (para a Trienal de Milão de 1933). Em 1934 fundou a revista de arquitetura Stile Futurista. Perto do fim da vida Prampolini expandiu-se em trabalhos decorativos, incluindo vitrais e mosaicos para o Museo nazionale delle Arti e tradizioni popolari, Roma, em 1940 e 1941, e para a Trienal de Milão, em 1954.

Enrico Prampolini morreu em 17 de junho de 1956, em Roma, Itália.

Apparizione cosmica II - 1955

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sábado, 29 de agosto de 2015

Especial de Sábado

Ganhadores do Premio Nobel de Física

Borges e Nicolau
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1911
Wilhelm Wien"pela descoberta de leis a respeito da radiação térmica".

Wilhelm Wien (1864—1928), físico alemão 

Um corpo em qualquer temperatura emite energia que é chamada radiação térmica. Na temperatura ambiente a radiação emitida está na faixa do infravermelho. Elevando-se a temperatura, se o corpo começa a brilhar, sua coloração será vermelha. Em temperaturas adequadamente elevadas, apresenta–se branco.
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Para o estudo das radiações emitidas foi idealizado um corpo, denominado corpo negro. É um corpo que absorve toda radiação que nele incide, isto é, sua absorvidade é igual a 1 (a = 1) e sua refletividade é nula (r = 0), decorrendo deste último fato seu nome. Mas todo bom absorvedor é bom emissor. Logo, o corpo negro é também um emissor ideal. Sua emissividade é igual a 1 (e = 1).                  
Na figura apresentamos dados experimentais relacionando a intensidade da radiação emitida por um corpo negro em função do comprimento de onda, a uma dada temperatura.



Repetindo-se a mesma experiência para temperaturas diferentes, obtêm-se os resultados:


Em 1893 Wien mostrou que com o aumento da temperatura o pico da distribuição desloca-se para comprimentos de onda menores. Descobriu que este deslocamento obedece a seguinte relação, conhecida hoje como Lei do Deslocamento de Wien:

λImáx.T = 2,898.10-3 m.K 

Esta lei explica a variação de cor da radiação emitida em função da temperatura.
Os estudos realizados por Wien, a respeito da radiação térmica, contribuíram para que Max Planck desenvolvesse a Teoria Quântica – a teoria física dos fenômenos microscópicos.


Em 1911, Wilhelm Wien, cujo nome completo era Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien, foi distinguido com o premio Nobel de Física.

Saiba mais. Clique aqui

Próximo Sábado: Ganhador do Premio Nobel de 1912:
Nils Gustaf Dalén, pela invenção de reguladores de gás automáticos para os faróis.

sexta-feira, 28 de agosto de 2015

quinta-feira, 27 de agosto de 2015

Caiu no vestibular

Batimentos cardíacos


(Upe)
Uma corrente de 0,3 A que atravessa o peito pode produzir fibrilação (contrações excessivamente rápidas das fibrilas musculares) no coração de um ser humano, perturbando o ritmo dos batimentos cardíacos com efeitos possivelmente fatais. Considerando que a corrente dure 2,0 min, o número de elétrons que atravessam o peito do ser humano vale:

Dado: carga do elétron = 1,6.1
0-19 C.

a) 5,35.1
02  
b) 1,62.1
0-19  
c) 4,12.1
018  
d) 2,45.1
018 
e) 2,25.1020

Resolução:

i = Δq/Δt, temos: 0,3 = Δq/2,0.60 => Δq = 36 C.
Δq = n.e => 36 = n.1,6.10-19 => n = 2,25.1020 elétrons

Resposta: e

quarta-feira, 26 de agosto de 2015

Cursos do Blog - Eletricidade


22ª aula
Amperímetro. Voltímetro. Ponte de Wheatstone

Borges e Nicolau

Amperímetro

Amperímetro é um instrumento destinado a medir intensidade de corrente. Ele deve ser ligado em série com o elemento de circuito cuja corrente se quer medir. No esquema abaixo, o amperímetro mede a intensidade da corrente que percorre o resistor de resistência R.


Para que o amperímetro não altere o valor da intensidade da corrente a ser medida, sua resistência elétrica interna RA deve ser muito baixa.

Amperímetro ideal: resistência RA nula (RA = 0)

Voltímetro

Voltímetro é um instrumento destinado a medir diferença de potencial elétrico (ddp). Ele deve se ligado em paralelo com o elemento de circuito cuja ddp se quer medir. No esquema abaixo, o voltímetro mede a ddp entre os terminais do resistor de resistência R.


Para que o voltímetro não altere o valor da ddp a ser medida, sua resistência elétrica interna RV deve ser muito alta.

Voltímetro ideal: resistência RV infinitamente grande (RV → ∞).

Ponte de Wheatstone

É a associação constituída de quatro resistores ligados segundo os lados de um losango. Entre dois vértices opostos liga-se um gerador e entre os outros dois, um galvanômetro (instrumento que detecta correntes elétricas de pequena intensidade).


A ponte de Wheatstone está em equilíbrio quando não passa corrente elétrica pelo galvanômetro. Nestas condições, os produtos das resistências dos lados opostos são iguais:

R1.R3 = R2.R4

A ponte de Wheatstone4é um instrumento utilizado para determinar o valor da resistência elétrica de4um resistor. Assim, vamos supor que se queira determinar o valor R4 da resistência de um resistor. Conhecidos os valores de R1 e R2, ajusta-se o valor de R3 (por meio de um reostato, que é um resistor cuja resistência pode ser ajustada), até que4ponte fique em equilíbrio. Da relação acima, entre as resistências, calcula-se o valor de R4.

Exercícios básicos

Nos exercícios 1 e 2 abaixo, considere o amperímetro ideal. Determine, em cada caso, a leitura do amperímetro.

Exercício 1:


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Exercício 2:


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Exercício 3:
Determine a leitura do voltímetro V considerado ideal.


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Exercício 4:
Considere a ponte de Wheatstone, esquematizada abaixo, em equilíbrio. Qual é o valor da resistência elétrica R?


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Exercício 5:
Determine a resistência elétrica equivalente entre os terminais A e B da associação de resistores abaixo.


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Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1:
(UEL-PR)
O instrumento destinado a medir a intensidade de corrente elétrica é chamado de amperímetro. Para medir a intensidade da corrente que passa por um fio é preciso primeiro cortá-lo, para depois, então, conectar o amperímetro no circuito, de modo que a corrente atravesse o instrumento de medida. Com esta informação, conclui-se que é essencial que a resistência do amperímetro seja:

a) grande, quando comparada com qualquer uma das resistências presentes no circuito.
b) aproximadamente igual à maioria das resistências presentes no circuito.
c) aproximadamente igual à maior das resistências presentes no circuito.
d) aproximadamente igual à menor das resistências presentes no circuito.
e) pequena, quando comparada com qualquer uma das resistências presentes no circuito.


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Revisão/Ex 2:
(UFRN)
Pedro deseja determinar a diferença de potencial elétrico no resistor
R1 e a corrente elétrica no resistor R2 do circuito a seguir.


Marque a opção em que o voltímetro (V) e o amperímetro (A) estão corretamente conectados, de modo que Pedro possa medir as grandezas desejadas.



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Revisão/Ex 3:
Na figura estão representadas cinco lâmpadas iguais (1, 2, 3, 4 e 5). Os terminais X e Y do circuito elétrico estão submetidos a uma diferença de potencial elétrico constante. Qual dessas lâmpadas pode ser retirada do circuito sem alterar a luminosidade das outras lâmpadas?


a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 5.


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Revisão/Ex 4:
(FUVEST-SP)
O circuito mostra três resistores, uma bateria, um amperímetro, fios de ligação e uma chave. Qual é a intensidade da corrente acusada pelo amperímetro, suposto ideal, quando a chave está:

a) aberta     b) fechada



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Revisão/Ex 5:
(UEL-PR)
Abaixo está esquematizado um trecho de circuito em que todos os resistores são iguais.
Entre os pontos A e F existe uma diferença de potencial de 500 V. Entretanto, pode-se tocar simultaneamente em dois pontos desse circuito sem tomar um "choque". Esses pontos são:



a) B e C.
b) B e D.
c) C e D.
d) C e E.
e) D e E.


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