sábado, 31 de dezembro de 2011

Fim de ano

Recado dos editores

Esta é a postagem de número 1001 deste Blog. Acontece num dia especial, 31 de dezembro de 2011, dia de comemoração. Nesta data festiva reservamos para você uma viagem ao redor da Terra, uma volta em nosso planeta em alguns segundos.

Clique aqui para viajar.

E como não poderia deixar de ser, também desejamos votos de felicidades e sucesso no ano que se inicia amanhã. E nos anos posteriores também, afinal de contas você é leitor deste Blog e seu interesse pela ciência o torna especial.

Continue conosco, no próximo ano vamos aprimorar nossos cursos com mais exercícios resolvidos, mais animações e algumas surpresas que não revelamos para que não deixem de ser surpresas.

Sucesso!

Borges e Nicolau

sexta-feira, 30 de dezembro de 2011

Física Animada

quinta-feira, 29 de dezembro de 2011

Caiu no vestibular

A Lua conquistada

(UNICAMP–SP)
Em 2009 foram comemorados os 40 anos da primeira missão tripulada à Lua, a Missão Apollo 11, comandada pelo astronauta norte-americano Neil Armstrong. Além de ser considerado um dos feitos mais importantes da história recente, esta viagem trouxe grande desenvolvimento tecnológico.

a) A Lua tem uma face oculta, erroneamente chamada de lado escuro, que nunca é vista da Terra. O período de rotação da Lua em torno de seu eixo é de cerca de
27 dias. Considere que a órbita da Lua em torno da Terra é circular, com raio igual a
r = 3,8 x 108 m. Lembrando que a Lua sempre apresenta a mesma face para um observador na Terra, calcule a sua velocidade orbital em torno da Terra.

b) Um dos grandes problemas para enviar um foguete à Lua é a quantidade de energia cinética necessária para transpor o campo gravitacional da Terra, sendo que essa energia depende da massa total do foguete. Por este motivo, somente é enviado no foguete o que é realmente essencial. Calcule qual é a energia necessária para enviar um tripulante de massa m = 70 kg à Lua. Considere que a velocidade da massa no lançamento deve ser v = (2g.RT)1/2 para que ela chegue até a Lua, sendo g a aceleração da gravidade na superfície na Terra e RT = 6,4 x 106 m o raio da Terra.

Use g = 10 m/s2 para a aceleração da gravidade na superfície da Terra e π = 3. 

Resolução:

a) Lembrando que a Lua sempre apresenta a mesma face para um observador  na Terra, concluímos que seu período de translação coincide com o seu período de rotação. Assim, temos:


b)


Respostas:

a) v 3,5 x 103 km/h 
b) Ec 4,5 x 109 J  

quarta-feira, 28 de dezembro de 2011

Cursos do Blog - Eletricidade

Simulado de final de ano / Resoluções

Exercício 1:
(UFES)
 Uma pilha recarregável de NiMH tem capacidade de carga de 2.000 mAh. Ela é carregada e usada para funcionamento de um dispositivo de 6 W de potência que funciona com uma d.d.p. 12 V. É correto afirmar que a pilha funcionará adequadamente por um período de
 

A) 1 h.
B) 2 h.
C) 3 h.
D) 4 h.
E) 5 h.


Resolução:

Q = 200 mAh = 2000.
10-3
A . 3600 s = 7200 C
P = U.i  = U.(Q/
Δ
t) => 6 = 12.(7200/Δt) => Δt = 14400 s = 4 h

Resposta: D


Exercício 2:
(UFSC)
Dos gráficos mostrados abaixo escolha aqueles que melhor representam um resistor linear (que obedece à Lei de Ohm). Dê como resposta a soma dos números correspondentes aos gráficos escolhidos.


Resolução:

Sendo o resistor ôhmico concluímos que sua resistência elétrica R é constante e que U é diretamente proporcional a i. São corretas: 02 e 04.

Resposta: 06


Exercicio 3:
(UFV-MG)
O gráfico mostra a dependência da corrente elétrica i com a voltagem VAB entre os terminais de um resistor que tem a forma de um cilindro maciço. A área da seção reta e o comprimento desse resistor são, respectivamente, 3,6.10-6 m2 e 9,0 cm. É CORRETO afirmar que a resistividade do material que compõe esse resistor em (Ω.m) é:


a) 4,0.10-5
b) 6,3.10-5
c) 2,5.101
d) 1,0.10-3 

Resolução:

Vab = R.i => 5,0 = R . 0,20 => R = 25
Ω

R = ρ.L/A => 25 = ρ.9,0.10-2/3,6.10-6 => ρ = 1,0.10-3 Ω.m

Resposta: d


Exercício 4:
(FUVEST-SP)
O filamento de uma lâmpada incandescente, submetido a uma tensão U, é percorrido por uma corrente de intensidade i. O gráfico abaixo mostra a relação entre i e U.



As seguintes afirmações se referem a essa lâmpada.

I. A resistência do filamento é a mesma para qualquer valor da tensão aplicada.
II. A resistência do filamento diminui com o aumento da corrente.
III. A potência dissipada no filamento aumenta com o aumento da tensão aplicada.

Dentre essas afirmações, somente

a) I está correta.          b) II está correta.
c) III está correta.        d) I e III estão corretas.
e) II e III estão corretas.


Resolução:

I. Incorreta. Sendo R = U/i, notamos que R não é constante pois U e i, dados no gráfico, não variam na mesma proporção.
II. Incorreta. Quando U aumenta, i aumenta numa proporção menor e consequentemente R aumenta.
III. Correta. Quando U aumenta i também aumenta e o mesmo acontece com o produto U.i. Sendo P = U.i, concluímos que P também aumenta.

Resposta: c


Exercício 5:
(ITA-SP)
Pedro mudou-se da cidade de São José dos Campos para a cidade de São Paulo, levando um aquecedor elétrico. O que deverá ele fazer para manter a mesma potência de seu aquecedor elétrico, sabendo-se que a tensão na rede em São José dos Campos é de 220 V enquanto que em São Paulo é de 110 V? A resistência do aquecedor foi substituída por outra:
 

a) quatro vezes menor.
b) quatro vezes maior.
c) oito vezes maior.
d) oito vezes menor.
e) duas vezes menor.


Resolução:

Sendo P = U
2/R, temos: (220)2/R = (110)2/R’ => R’= R/4

Resposta: a


Exercício 6:
(CEFET-MG)
Em uma associação de resistores em paralelo, e correto afirmar que a(o)

a) valor da potencia elétrica total e igual ao valor da potência em cada resistor.
b) valor da resistência elétrica total e igual a soma da resistência de cada resistor.
c) diferença de potencial elétrico total e igual a diferença de potencial em cada resistor.
d) dissipação de energia total por efeito Joule e igual a dissipação de energia em cada resistor.
e) intensidade da corrente elétrica total na associação e igual a intensidade da corrente em cada resistor.
 

Resolução:

Na associação em paralelo todos os resistores estão submetidos à mesma tensão que é igual à tensão no resistor equivalente,

Resposta: c


Exercício 7:
(CEFET-MG)
Usualmente os dispositivos elétricos de uma residência (lâmpadas, chuveiro, geladeira, radio, televisor) são ligados em ________ e submetidos a uma diferença de potencial ________. Nessas condições, um chuveiro elétrico de 2.500 W, funcionando durante uma hora, consome _______ energia que uma lâmpada de

100 W acesa durante 24 horas.

A opção que completa, corretamente, as lacunas acima é:

a) paralelo, contínua, menos.
b) paralelo, alternada, mais.
c) paralelo, contínua, mais.
d) série, constante, menos.
e) série, alternada, mais.


Resolução:

Usualmente os dispositivos elétricos de uma residência são ligados em paralelo e submetidos a uma diferença de potencial alternada.
Chuveiro: Eel = P.
Δt => Eel = 2,5 kW . 1 h = 2,5 kWh
Lâmpada: Eel = P.
Δt => Eel = 0,1 kW . 24 h = 2,4 kWh
 O chuveiro consome mais energia do que a lâmpada.

Resposta: b


Exercício 8:
(UEA)
No circuito a lâmpada tem valores nominais 80 V - 40 W e deve ser ligada a um gerador ideal de 100 W.


Para que ela não queime será necessário conectar entre os pontos A e B do circuito um resistor de resistência equivalente à da associação indicada na alternativa


Resolução:

A intensidade da corrente que atravessa a lâmpada é a mesma que percorre a associação: P = U.i => 40 = 80.i => i = 0,50 A.
A tensão elétrica na associação é UAB = 100 V - 80 V = 20 V.
Podemos calcular a resistência equivalente da associação:

Req = UAB/i = 20 V/0,50 A = 40 Ω.
Calculando a resistência equivalente de cada associação, concluímos que a associação da alternativa C tem resistência equivalente a 40 Ω.

Resposta: C

Exercício 9:

(UFPE)
A potência elétrica dissipada pelo circuito elétrico mostrado a seguir vale:


A) 12 W
B) 27 W
C) 36 W
D) 64 W
E) 108 W 

Resolução:

A resistência equivalente da associação é R = (4/3)
Ω.
A potência total dissipada é:
P =
U2/R => P = (12)2/(4/3) => P = 108 W

Resposta: E


Exercício 10:
(UFTM)
No circuito mostrado no diagrama, todos os resistores são ôhmicos, o gerador e o amperímetro são ideais e os fios de ligação têm resistência elétrica desprezível.



A intensidade da corrente elétrica indicada pelo amperímetro, em A, é de
 

(A) 3.
(B) 4.
(C) 8.
(D) 12.
(E) 15.


Resolução: 

Calculo da resistência equivalente:



Lei de Pouillet: i = E/R => i = 60/4 => i = 15 A

Resposta: E


Exercício 11:
(UECE)
Coloca-se uma resistência ôhmica de 0,1
Ω dentro de um recipiente isolado termicamente contendo 5 kg de água ao nível do mar, a uma temperatura inicial de 30 ºC. Se ligarmos a resistência a uma fonte de tensão de 12 V, o tempo, em minutos, em que a água entrara em ebulição é de aproximadamente:

A) 8.
B) 11.
C) 17.
D) 42.

Obs: Desconsidere as perdas de calor do sistema para a vizinhança e considere o calor específico da água 1,0 cal/g.ºC (constante com a temperatura) e que

1 cal = 4,2 J, aproximadamente.

Resolução:

Eel = P.
Δt => Q = P.Δt => m.c.Δθ = (U2/R).Δt =>
5,0.
103
.1,0.4,2.(100-30) = (122/0,1). Δt => Δt 1020 s = 17 min

Resposta: C


Exercício 12:
(CEFET-MG)
Um resistor de 10
Ω é submetido a uma diferença de potencial elétrico de 100 V. Se ele for imerso em um recipiente isolado termicamente, contendo 100 gramas de água a uma temperatura inicial de 20 ºC, então, o tempo aproximado para que a água vaporize completamente será igual a

a) 2 min 16 s.
b) 4 min 8 s.
c) 8 min 4 s.
d) 16 min 2 s.
e) 32 min 0 s.

Dados: 1,0 cal = 4,0 J
densidade da água = 1,0 g/cm
3
calor específico da água = 1,0 cal/(g.ºC)

calor latente de vaporização = 5,4 x 102 cal/g

Resolução:

Eel = P.
Δt => Q = P.Δt => m.c.Δθ + m.Lv = (U2/R).Δt =>
100.1,0.4,0.(100-20) + 100.540.4,0 = (100
2/10).Δt => 
Δt = 248 s = 4 min 8 s

Resposta: b


Exercício 13:
(UEA)
Uma carga elétrica puntiforme penetra com velocidade v, numa região do espaço onde atua um campo magnético uniforme B. Pode-se afirmar corretamente que, desprezando-se ações gravitacionais, a carga descreverá, dentro do campo magnético, um movimento

(A) retilíneo acelerado, se v e B tiverem mesma direção e sentido.
(B) retilíneo retardado, se v e B tiverem mesma direção e sentidos opostos.
(C) circular e uniforme, se v e B tiverem mesma direção e sentido.
(D) helicoidal e uniforme, se v e B forem perpendiculares entre si.
(E) circular e uniforme, se v e B forem perpendiculares entre si.


Obs: As notações em negrito representam grandezas vetoriais.

Resolução:

Se v e B forem perpendiculares entre si a carga descreverá um movimento circular e uniforme.

Resposta: E


Exercício 14:
(UFMG)
Um fio condutor reto e vertical passa por um furo em uma mesa, sobre a qual, próximo ao fio, são colocadas uma esfera carregada, pendurada em uma linha de material isolante, e uma bússola, como mostrado nesta figura:


Inicialmente, não há corrente elétrica no fio e a agulha da bússola aponta para ele, como se vê na figura.
Em certo instante, uma corrente elétrica constante é estabelecida no fio.
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, após se estabelecer a corrente elétrica no fio,

A) a agulha da bússola vai apontar para uma outra direção e a esfera permanece na mesma posição.
B) a agulha da bússola vai apontar para uma outra direção e a esfera vai se aproximar do fio.
C) a agulha da bússola não se desvia e a esfera permanece na mesma posição.
D) a agulha da bússola não se desvia e a esfera vai se afastar do fio. 

Resolução:

Sob ação do campo magnético gerado pela corrente elétrica a agulha da bússola tende a se orientar numa direção ortogonal ao fio, de acordo com a regra da mão direita.
A esfera carregada permanece em repouso. Lembre-se que
Fm = IqI.v.B.sen
θ. Sendo v = 0, vem: Fm = 0

Resposta: A


Exercício 15:
(Unimontes-MG)
Uma carga Q, positiva, na figura, move-se com velocidade V nas proximidades de um fio percorrido por uma corrente elétrica I. Indique a direção da força magnética do fio sobre a carga. 


Resolução:

Pela regra da mão direita determinamos o sentido de B gerado pela corrente no local onde está a carga elétrica. Pela regra da mão esquerda determinamos o sentido da força magnética que age na carga:



Resposta: C


Exercício 16:
(UEPB)
Uma campainha elétrica (figura abaixo) é um dispositivo constituído por um interruptor, um eletroímã, uma armadura (A), um martelo (M), uma campânula (S) e um gerador de corrente contínua ou alternada. A armadura (A) do eletroímã possui um martelo (M) e está presa a um eixo (O) por meio de uma lâmina elástica (L). Ao apertarmos o interruptor, fechamos o circuito. [...]
(Adaptado de JUNIOR, F.R. Os Fundamentos da Física. 8. ed. vol. 2. São Paulo: Moderna, 2003, p. 311)



Acerca do assunto tratado no texto, que descreve o funcionamento de uma campainha elétrica e seu respectivo circuito, identifique, nas proposições a seguir, a(as) que se refere(m) ao que ocorre quando o interruptor é acionado.
I - Uma extremidade do eletroímã fica carregada positivamente, atraindo a armadura.
II - A corrente elétrica gera um campo magnético na bobina (eletroímã), que atrai a armadura.
III - A corrente elétrica gera um campo magnético no eletroímã e outro na armadura, que se atraem mutuamente.

Após a análise, para as proposições supracitadas, apenas é (são) verdadeira(s):

a) I
b) I e II
c) I e III
d) II
e) II e III


Resolução:

Ao acionar o interruptor a bobina é percorrida por corrente elétrica. O núcleo do eletroímã se magnetiza e atrai a armadura de ferro. A única proposição correta é a II.

Resposta: d


Exercício 17:
(UFAL)
A figura ilustra um fio condutor e uma haste metálica móvel sobre o fio, colocados numa região de campo magnético uniforme espacialmente (em toda a região cinza da figura), com módulo B, direção perpendicular ao plano do fio e da haste e sentido indicado. Uma força de módulo F é aplicada na haste, e o módulo do campo magnético aumenta com o tempo. De acordo com a lei de Faraday, é correto afirmar que:



A) o aumento de B com o tempo tende a gerar uma corrente no sentido  horário, enquanto que a ação da força F tende a gerar uma corrente no sentido anti-horário.
B) o aumento de B com o tempo tende a gerar uma corrente no sentido anti-horário, enquanto que a ação da força F tende a gerar uma corrente no sentido horário.
C) ambos o aumento de B com o tempo e a ação da força F tendem a gerar uma corrente no sentido horário.
D) ambos o aumento de B com o tempo e a ação da força F tendem a gerar uma corrente no sentido anti-horário.
E) a ação da força F tende a gerar uma corrente no sentido horário, enquanto que o aumento de B com o tempo não tem influência sobre o sentido da corrente gerada.


Resolução:

Tanto o aumento de B com o tempo e a ação da força F aumentam o fluxo indutor
φ
que atravessa a área da espira. O fluxo induzido φ' surge em sentido oposto ao aumento de φ. Sendo o sentido do campo induzido o mesmo do fluxo induzido, pela regra da mão direita concluímos que a corrente elétrica induzida tem sentido horário.


Resposta: C


Exercício 18:
(UFG-GO)
Um laser emite um pulso de luz monocromático com duração de 6,0 ns, com frequência de 4,0 x
1014 Hz e potência de 110 mW. O número de fótons contidos nesse pulso é
 

(A) 2,5 x 109
(B) 2,5 x 1012
(C) 6,9 x 1013
(D) 2,5 x 1014
(E) 4,2 x 1017

Dados:
Constante de Planck: h = 6,6 x
10-34 J.s
1,0 ns = 1,0 x
10-9 s

Resolução:

E = P.
Δt => E = 110.10-3.6,0.10-9 => E = 6,6.10-10 J
Energia de um fóton: E’ = h.f => E’ = 6,6.
10-34.4,0.1014 J
Número n de fótons:
n = 6,6.
10-10/6,6.10-34.4,0.1014 => n = 2,5.109 fótons

Resposta: A


Exercício 19:
(CEFET_MG)
No efeito fotoelétrico, elétrons são retirados de uma superfície metálica por meio de colisões com fótons incidentes. A energia__________ com que saem os fotoelétrons é _______ a energia dos fótons menos a energia que os prende na superfície do metal, denominada função ____________.

A opção que preenche corretamente a sequência de lacunas é:

a) cinética, igual, trabalho.
b) elétrica, menor que, elétrica.
c) cinética, menor que, trabalho.
d) luminosa, maior que, potência.
e) potencial, equivalente, potência.


Resolução:

Pela equação fotoelétrica de Einstein: EC = h.f -
φ, concluímos que:
A energia CINÉTICA (EC) com que saem os fotoelétrons é IGUAL à energia dos fótons (h.f) menos a energia que os prende na superfície do metal, denominada função TRABALHO (φ).

Resposta: a


Exercício 20:
(UEPB)
“Quanta do latim
Plural de quantum
Quando quase não há
Quantidade que se medir
Qualidade que se expressar
Fragmento infinitésimo
Quase  que apenas mental...”

(Gilberto Gil)

O trecho acima é da música Quanta, que faz referência ao quanta, denominação atribuída aos pequenos pacotes de energia emitidos pela radiação eletromagnética, segundo o modelo desenvolvido por Max Planck, em 1900. Mais tarde Einstein admite que a luz e as demais radiações eletromagnéticas deveriam ser consideradas como um feixe desses pacotes de energia, aos quais chamou de fótons, que significa “partículas de luz”, cada um transportando uma quantidade de energia.

Adote, h = 6,63.10-34 J.s e 1 eV = 1,6.10-19 J.

Com base nas informações do texto acima, pode-se afirmar que:

a) quando a frequência da luz incidente numa superfície metálica excede um certo valor mínimo de frequência, que depende do metal de que foi feita a superfície, esta libera elétrons;
b) as quantidades de energia emitidas por partículas oscilantes, independem da frequência da radiação emitida;
c) saltando de um nível de energia para outro, as partículas não emitem nem absorvem energia, uma vez que mudaram de estado quântico;
d) a energia de um fóton de frequência 100 MHz é de 663.
10-28 eV;
e) o efeito fotoelétrico consiste na emissão de fótons por uma superfície metálica, quando atingida por um feixe de elétrons.


Resolução:

Quando a frequência da luz incidente numa superfície metálica excede um certo valor mínimo de frequência, que depende do metal de que foi feita a superfície, esta libera elétrons. É o efeito fotoelétrico.

Resposta: a

terça-feira, 27 de dezembro de 2011

Cursos do Blog - Termologia, Óptica e Ondas

Simulado de final de ano / Resoluções

Exercício 1:
(UFAM)
Um homem de altura y está a uma distância D de uma câmara de orifício de comprimento L. A sua imagem formada no interior da câmara tem uma altura y/20. Se duplicarmos a distância entre o homem e o orifício, a nova imagem terá altura:

 a) y/120  b) y/80  c) y/60  d) y/2  e) y/40

Resolução:

De i/o = p’/p, concluímos que dobrando p, i cai à metade. Portanto, de y/20 a imagem passa a ter altura y/40.

Resposta: e


Exercício 2:
(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

Resolução:


Triângulo AB’C:

(AB’)2
= (12)2 + (16)2 => AB’ = 20 cm

Resposta: D


Exercício 3:
(UFAM)
Um raio de luz, i, incide paralelamente ao eixo principal de um espelho côncavo de raio de curvatura de 60 cm. O raio refletido vai atravessar o eixo principal no ponto de abscissa, em cm, igual a:


a) 30   b) 10   c) 20   d) 60   e) 40

Resolução:

O raio refletido atravessa o eixo principal passando pelo foco principal e, portanto, a uma distância do espelho igual a R/2 = 30 cm.

Resposta: a


Exercício 4:
(Mackenzie-SP)
Um objeto real se encontra sobre o eixo principal de um espelho côncavo, de distância focal 10 cm, e a 20 cm do vértice do espelho. Sendo obedecidas as condições de Gauss, sua imagem é

a) real e direita.xxxxxxxxxxb) real e invertida.
c) virtual e direita.xxxxxxxxd) virtual e invertida.
e) imprópria, localizada no infinito.

Resolução:

O objeto se encontra no centro de curvatura do espelho. Logo, a imagem formada é real, invertida e tem a mesma altura do objeto.

Resposta: b


Exercício 5:
(UNIFAL-MG)
Um objeto real, direito, situado no eixo principal de um espelho esférico côncavo, 20 cm distante do vértice do espelho, forma uma imagem real situada a 60 cm do vértice do espelho. Assinale a alternativa correta.

a) A imagem formada está entre o foco e o centro de curvatura.
b) A imagem formada é maior que o objeto e direita.
c) A distância focal do espelho é de 30 cm.
d) A imagem é menor que o objeto e invertida.
e) O objeto está situado entre o foco e o centro de curvatura do espelho.

Resolução:

Vamos determinar a distância focal do espelho aplicando a equação de Gauss:

1/f = 1/p + 1/p’ => 1/f = 1/20 + 1/60 => f = 15 cm.

Concluímos que o objeto está situado entre o foco e o centro de curvatura.

Resposta: e


Exercício 6:
(Unimontes-MG)
Um mergulhador, submerso em um lago, vê o Sol fazendo um ângulo de elevação aparente θ = 45º, com a superfície do lago. Seja α o ângulo de elevação real que o Sol faz com o horizonte, na situação descrita. O valor de [sen(α)]2 é, aproximadamente,
Dados:
Índice de refração do ar = 1,00
Índice de refração da água = 1,33
sen 45º ≈ 0,710
sen (90º - x) = cos (x)


A) 0,389
B) 0,554
C) 0,412
D) 0,108

Resolução:


Lei de Snell-Descartes:
n1.sen i = n2.sen r
1.sen (90º -
α
) = 1,33.sen 45º
cos
α
= 1,33.0,710
cos
α
0,944
[sen
(α)]2 = 1 - [cos (α)]2
[sen (α)]2 0,108

Resposta: D


Exercício 7:
(UFRR)
A figura mostra um material, em formato de quadrado, com índice de refração desconhecido. No canto direito, inferior, do quadrado, emerge um feixe de luz. A luz atravessa a diagonal do quadrado e sai pelo seu canto esquerdo, superior, de modo que a direção de propagação da luz no ar (cujo índice de refração é aproximadamente igual a 1) seja paralela ao lado superior do quadrado. Nestas condições:


A) O índice de refração do material é 0,707.
B) O índice de refração do material é 2/2
C) O índice de refração do material é 2
D) O índice de refração do material é 0,5
E) O índice de refração do material é 2

Resolução:

Como o raio emerge rasante, concluímos que o ângulo de incidência é o ângulo limite, isto é, L = 45º
Sendo sen L = 1/n, vem: sen 45º = 1/n => n = 1/sen 45º =>

n = 1/(2/2) => n = 2

Resposta: C
 

Exercício 8:
(UFES)


Para que ocorra reflexão total em uma fibra óptica, é necssário que

A) o índice de reflexão do núcleo seja igual ao do revestimento
B) o índice de refração do núcleo seja igual ao do revestimento
C) o índice de reflexão do núcleo seja maior que o do revestimento
D) o índice de refração do núcleo seja maior que o do revestimento
E) o índice de refração do núcleo seja menor que o do revestimento

Resolução:

Na fibra óptica a luz sofre reflexão total. Para que tal ocorra o índice de refração do núcleo deve ser maior do que o do revestimento. Além disso, o ângulo de incidência deve ser maior do que o ângulo limite.

Resposta: D


Exercício 9:
(UFU-MG)
A figura abaixo representa um feixe de luz branca viajando pelo ar e incidindo sobre um pedaço de vidro crown. A tabela apresenta os índices de refração (n) para algumas cores nesse vidro.


Nesse esquema o feixe refratado 3 corresponde à cor


A) branca
B) violeta
C) verde
D) vermelha

Resolução:

O índice de refração do vidro para a luz violeta é maior do que para as demais cores. Logo, a luz violeta é a que mais se aproxima da normal. Portanto, no esquema apresentado o feixe refratado 3 corresponde à luz violeta.

Resposta: B


Exercício 10:
(UECE)
Um raio de luz propagando-se no ar incide, com um ângulo de incidência igual a 45º, em uma das faces de uma lâmina feita com um material transparente de indice de refração n, como mostra a figura.


Sabendo-se que a linha AC é o prolongamento do raio incidente, d = 4 cm e
BC = 1 cm, assinale a alternativa que contém o valor de n.

A) 23
B) 52/6
C) 33/2
D) 1,5

Resolução:

O triângulo AOC é retângulo e isósceles. Logo, OC = d = 4 cm.

Portanto, OB = 4 cm – 1 cm = 3 cm.
Pelo Teorema de Pitágoras, temos: AB= 5 cm. 

Pela Lei de Snell-Descartes:

nar.sen i = n.sen r => 1.sen 45º = n.(OB/AB) =>

 2/2 = n.(3/5) => n = 5.2/6

Resposta: B

Exercício 11:
(UTFPR)
Um objeto é colocado frente ao sistema óptico representado abaixo. Esboce a imagem formada:


Assinale as alternativas abaixo com V se verdadeira ou F se falsa.

(  ) A formação da imagem esquematizada é comum nas câmeras fotográficas.
(  ) A imagem é invertida, maior e pode ser projetada num anteparo.
(  ) A imagem forma-se geometricamente entre o foco imagem e o ponto antiprincipal.

A sequência correta será:

A) V, F, V
B) V, F, F
C) F, V, F
D) F, F, F
E) V, V, F

Resolução:

I) Falsa. Nas câmaras fotográficas o objeto está localizado antes do ponto antiprincipal objeto A.
II) Verdadeira. A imagem é real, invertida  e maior do que o objeto. Sendo real pode ser projetada num anteparo
III) Falsa. A imagem forma-se depois  do ponto antiprincipal imagem A’.

Resposta: C


Exercício 12:
(UFTM)
As figuras mostram um mesmo texto visto de duas formas: na figura 1 a olho nu, e na figura 2 com auxílio de uma lente esférica. As medidas nas figuras mostram as dimensões das letras nas duas situações.


Sabendo que a lente foi posicionada paralelamente à folha e a 12 cm dela, pode-se afirmar que ela é


(A) divergente e tem distância focal -20 cm
(B) divergente e tem distância focal -40 cm
(C) convergente e tem distância focal 15 cm
(D) convergente e tem distância focal 20 cm
(E) convergente e tem distância focal 45 cm

Resolução:

A imagem é direita e maior do que o objeto. Logo, trata-se de uma lente convergente.
i/o = -p’/p => 10/4 = -p’/12 => p’ = -30 cm.
1/f = 1/p + 1/p’ => 1/f = 1/12 + 1/(-30) => f = + 20 cm.

O fato de a distância focal ser positiva, confirma que a lente é convergente.

Resposta: D


Exercício 13:
(PUC-PR)
A equação de Gauss relaciona a distância focal (f) de uma lente esférica delgada com as distâncias do objeto (p) e da imagem (p’) ao vértice da lente. O gráfico dado mostra a distância da imagem em função da distância do objeto para uma determinada lente. Aproximadamente, a que distância (p) da lente deve ficar o objeto para produzir uma imagem virtual, direita e com ampliação (m) de 4,0 vezes?



A) 10 cm
B) 20 cm
C) 8,0 cm
D) 7,5 cm
E) 5,5 cm


Resolução:

Do gráfico, para p = 20 cm, temos p’ = 20 cm.


Pela equação de Gauss calculamos a distância focal:
 

1/f = 1/p + 1/p’ => 1/f = 1/20 + 1/20 => f = 10 cm
 

Aumento linear transversal:
 

i/o = -p’/p => 4,0 = -p’/p => p’ = -4,0 p
1/f = 1/p + 1/p’ => 1/10 = 1/p + 1/(-4,0 p) => p = 7,5 cm

Resposta: D


Exercicio 14:
(UFAM)
Um objeto retilíneo de 4 cm é colocado transversalmente ao eixo principal de uma lente esférica convergente. A distância entre o objeto e o centro da lente vale 36 cm. A distância focal da lente vale 12 cm. A amplificação e o tamanho da imagem valem respectivamente:

a)  -0,50 e - 2 cm (invertida)
b)  -0,75 e - 2 cm (invertida)
c)  -0,25 e – 2 cm (invertida)
d)  0,50 e 2 cm (direita)
e)  0,75  e  2 cm (direita)


Resolução:

Equação de Gauss:

1/f = 1/p + 1/p’ => 1/12 = 1/36 + 1/p’ => p’ = 18 cm
A = -p’/p => A = -18/36 => A = -0,50 (imagem invertida)
A = i/o => -0,50 = i/4 => i = -2 cm

Resposta: a


Exercício 15:
(UFPE)
Um objeto de altura h = 2,5 cm está localizado a 4,0 cm de uma lente delgada de distância focal f = +8,0 cm. Determine a altura deste objeto, em cm, quando observado através da lente.


A) 3,0
B) 4,5
C) 5,0
D) 6,5
E) 2,5

Resolução:

Equação de Gauss:

1/f = 1/p + 1/p’ => 1/8,0 = 1/4,0 + 1/p’ => p’= -8 cm

Aumento linear transversal:

i/o = -p’/p => i/2,5 = -(-8)/4 => i = 5,0 cm

Resposta: C


Exercício 16:
(VUNESP-SP)
Para que alguém, com o olho normal, possa distinguir um ponto separado de outro, é necessário que as imagens desses pontos, que são projetadas em sua retina, estejam separadas uma da outra a uma distância de 0,005 mm.



Adotando-se um modelo muito simplificado do olho humano no qual ele possa ser considerado uma esfera cujo diâmetro médio é igual a 15 mm, a maior distância x, em metros, que dois pontos luminosos, distantes 1 mm um do outro, podem estar do observador, para que este os perceba separados, é:

a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. 


Resolução:

Considerando retilínea a imagem que se forma na retina

(de comprimento 0,005 mm), pela semelhança entre os triângulos formados, obtemos:

x/15 mm = 1 mm/0,005 mm => x = 3000 mm = 3 m

Resposta: c


Exercício 17:
(UFSCAR-SP) 
... Pince-nez é coisa que usei por largos anos, sem desdouro. Um dia, porém, queixando-me do enfraquecimento da vista, alguém me disse que o mal talvez viesse da fábrica. ...
(Machado de Assis, Bons Dias, 1888.)


Machado de Assis via-se obrigado a usar lentes corretivas que, em sua época, apoiavam-se em armações conhecidas como pince-nez ou lorgnon, que se mantinham fixas ao rosto pela ação de uma débil força elástica sobre o nariz. 
Supondo que Machado, míope, só conseguisse ver nitidamente objetos à sua frente desde que estes se encontrassem a até 2 m de seus olhos, e que ambos os olhos tivessem o mesmo grau de miopia, as lentes corretivas de seu pince-nez deveriam se de vergência, em dioptrias,


a) +2,0.     b) -0,5.     c) -1,0.
d) - 1,5.     e) -2,0.

Resolução:

A distância do ponto remoto ao olho era de 2 m. Logo, a distância focal das lentes divergentes corretivas era f = -2 m. Sendo a vergência o inverso da distância focal, vem:

V = 1/f = 1/-2 => V= -0,5 di

Resposta: b
 

Exercício 18: 
(UEA)
Gotas de água pingam, periodicamente, sobre a superfície tranquila de um lago produzindo ondas planas circulares. As gotas pingam em intervalos regulares de tempo, de modo que 8 gotas tocam a superfície da água do lago a cada 10 s.



Considerando que a distância entre duas cristas sucessivas dessas ondas seja de 20 cm, pode-se afirmar que a velocidade de propagação das ondas na água, em cm/s, é igual a
 

(A) 8.
(B) 12.
(C) 16.
(D) 20.
(E) 25. 


Resolução:

Se oito gotas tocam a superfície a cada 10 s, concluímos que a frequência f da fonte produtora das perturbações é de 0,8 perturbações por segundo, ou seja, 0,8 Hz.
A distância entre duas cristas de ondas sucessivas é o comprimento de onda, isto é,
λ
= 20 cm.

De v =
λ.f, vem: v = 20.0,8 => v = 16 cm/s

Resposta: C


Exercício 19:
(PUC-RIO)
Uma corda presa em suas extremidades é posta a vibrar. O movimento gera uma onda estacionária como mostra a figura.


Calcule, utilizando os parâmetros da figura, o comprimento de onda em metros da vibração mecânica imposta à corda.

(A) 1,0
(B) 2,0
(C) 3,0
(D) 4,0
(E) 6,0

Resolução:

3.(
λ/2) = 6,0 => λ = 4,0 m 

Resposta: D


Exercício 20:
(CEFET-MG)
Considere a seguinte informação sobre a velocidade de propagação do som em dois meios distintos.


Velocidade do som no ar (a uma dada temperatura) = 351 m/s.
Velocidade do som na água destilada (a 0 ºC) = 1404 m/s.


Uma fonte sonora, próxima a superfície da água, produz ondas que se propagam pelo ar e pela água. A razão entre os comprimentos de onda, dentro e fora da água, é, respectivamente, igual a
 

a) 1/4
b) 1/2
c) 1
d) 2
e) 4 


Resolução:

Como a fonte é a mesma, concluímos que a frequência é também a mesma quer o som se propague na água ou no ar. Temos:

VS(água) =
λágua.f = 1404 m/s (1)
VS(ar) =
λar. f = 351 m/s (2)
De (1) e (2), vem:
λágua/λar = 4

Resposta: e