Cursos do Blog - Termologia, Óptica e Ondas

22ª aula
Reflexão da Luz. Lei da Reflexão. A cor de um corpo por reflexão

Borges e Nicolau

Reflexão da Luz

É o fenômeno que ocorre quando a luz, ao incidir numa superfície, retorna ao meio onde estava se propagando.

Lei da Reflexão

O ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência: r = i

Reflexão regular e reflexão difusa

Quando a luz incide, por exemplo, numa superfície metálica plana polida ou na água tranquila de um lago, a um feixe de luz incidente de raios paralelos corresponde um feixe refletido também de raios paralelos: É a reflexão regular, responsável pela formação de imagens.

 

Foto: M. Z. Ferraro

Se a superfície apresentar rugosidades, o feixe refletido perde o paralelismo e se espalha em todas as direções. É a reflexão difusa, responsável pela visualização dos objetos que nos cercam.

A cor de um corpo por reflexão

Vimos que a luz branca emitida pelo Sol é policromática, isto é, constituída pela superposição de infinitas luzes de cores diferentes, sendo as principais: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta.

A cor de um corpo é definida pelo tipo de luz que ele reflete difusamente. Assim, por exemplo, considere um corpo que, iluminado com luz solar, reflete difusamente a luz amarela e absorve as demais. O corpo, neste caso, apresenta-se amarelo. Se o corpo, iluminado com luz solar, refletir difusamente todas as cores, ele se apresenta branco. No caso de absorver todas as cores e não refletir nenhuma, o corpo é negro.

Animação:
Reflexão da Luz - Leis da Reflexão
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Exercícios básicos

Exercício 1:
Um raio de luz R incide numa placa metálica, formando com a superfície da placa um ângulo de 60º e sofre reflexão. Qual é o ângulo de reflexão?

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Exercício 2:
O ângulo entre os raios incidente e refletido num espelho plano é de 70º. Qual é o ângulo de incidência?

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Exercício 3:
Um raio de luz incide num espelho plano colocado no solo e após refletir-se atinge o ponto A de uma parede, conforme indica a figura. Qual é o ângulo de incidência i?

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Exercício 4:
Um corpo ao ser iluminado com luz solar absorve todas as cores, com exceção da vermelha. Nestas condições, em que cor o corpo se apresenta? Levado a um ambiente iluminado com luz monocromática azul, como este corpo será visto?

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Exercício 5:
Quatro corpos A, B, C e D, iluminados com luz solar apresentam as cores amarela, verde, azul e branco. Os corpos são levados a um recinto iluminado com luz monocromática verde.

Nestas condições, em que cores os corpos se apresentam?

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Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1:
(PUC-RS)
Um raio de luz incide horizontalmente sobre um espelho plano inclinado 20º em relação a um plano horizontal como mostra a figura a seguir. 

Quanto ao raio refletido pelo espelho, é correto afirmar que ele:

a) é vertical.
b) forma um ângulo de 40º com o raio incidente.
c) forma um ângulo de 20º com a direção normal ao espelho.
d) forma um ângulo de 20º com o plano do espelho.
e) forma um ângulo de 20º com o raio incidente.

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Revisão/Ex 2:
(UFPI)
Um raio de luz incide, verticalmente, sobre um espelho plano que está inclinado 20° em relação à horizontal, como mostra a figura. O raio refletido faz, com a superfície do espelho, um ângulo de:

a) 10°.
b) 30°.
c) 50°.
d) 70°.
e) 90°.

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Revisão/Ex 3:
(UESPI)
Um raio de luz incide em um espelho plano horizontal e realiza a trajetória mostrada na figura a seguir.

Considera-se que sen 37º = 0,6 e cos 37º = 0,8. Com base nas distâncias indicadas, qual é o valor de L?

a) 11 cm     b) 12 cm     c) 13 cm    d) 14 cm     e) 15 cm

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Revisão/Ex 4:
(Mackenzie-SP)
Dois espelhos planos (E₁ e E₂) formam entre si 50º. Um raio de luz incide no espelho E₁, e, refletindo, incide no espelho E₂. Emergindo do sistema de espelhos, esse raio refletido forma, com o raio que incide no espelho E₁, o ângulo α, nas condições da figura. O valor desse ângulo α é:

a) 40º.
b) 50º.
c) 60º.
d) 70º.
e) 80º.

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Revisão/Ex 5:
(UEMA)
Para medir a altura de um farol, utilizou-se de um espelho plano colocado na horizontal no mesmo nível das bases do farol e de uma parede que estava a uma distância “D” do farol. Quando um raio de luz do farol reflete no espelho em um ponto 2D/21 em relação à parede, incide nesta em um ponto que estava a uma altura de 140 cm de sua base. Assim, a altura do farol é:

a) 30,00 m
b) 26,60 m
c) 6,65 m
d) 13,30 m
e) 20,00 m

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Cursos do Blog - Mecânica

22ª aula
Terceira Lei de Newton
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Borges e Nicolau
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Sabemos que as forças resultam da interação entre corpos. A terceira Lei de Newton, também denominada Princípio da Ação e Reação, refere-se às forças trocadas entre corpos. Ela afirma que:

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.

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Uma das forças é chamada de AÇÃO e a outra de REAÇÃO. Assim, podemos dizer:
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A toda força de ação corresponde uma força de reação de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto.
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A formulação original da terceira lei, apresentada na obra “Princípios Matemáticos de Filosofia Natural”, é a seguinte:
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A toda ação há sempre oposta uma reação igual, ou, as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas a partes opostas.
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Exemplificando: Considere uma caixa sobre uma cadeira. As forças que agem na caixa são: o peso P (ação da Terra) e a força normal F_N (ação da cadeira):
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Onde estão as correspondentes reações? A reação ao peso P da caixa é a força – P com que a caixa atrai a Terra. A reação da força F_N é a força – F_N da caixa sobre a cadeira.

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Animações:
Terceira Lei de Newton
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Exercícios básicos
Nota: As notações de forças em negrito representam grandezas vetoriais.

Exercício 1:
As forças P e F_N, descritas no resumo teórico, agem na caixa. Elas são consideradas um par de ação e reação?
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Exercício 2:
Analise a frase abaixo e responda se está certa ou errada: ”as forças de ação e reação não se equilibram pois estão aplicadas em corpos distintos”.
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Exercício 3:
Uma caixa tem peso igual a 10 N. Qual é a intensidade da força com que a caixa atrai a Terra?
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Exercício 4:
Dois blocos A e B estão em contato e sobre uma mesa horizontal. Uma força F, horizontal, é aplicada ao bloco A.
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Seja F_AB a intensidade da força que A exerce em B e F_BA a intensidade da força que B exerce em A. Pode-se afirmar que:F_AB
a) F_AB > F_BA
b) F_AB < F_BA
c) F_AB = F_BA
d) F_AB ≥ F_BA
e) F_AB ≤ F_BA
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Exercício 5:
Uma caixa está suspensa ao teto por meio de um fio AB. As forças que agem na caixa são o peso P e a força T, exercida pelo fio e que é chamada força de tração do fio.
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a) Onde está aplicada a força - T, reação da força T? Faça uma figura explicativa.
b) Considerando o fio AB ideal, isto é, inextensível, perfeitamente flexível e de peso desprezível, represente a força que o teto exerce no ponto A do fio.

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Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1:
(Unitau-SP)
Se os jurados de uma luta de boxe atribuíssem a vitória ao lutador que aplicasse uma força de maior intensidade em seu adversário, então:

a) o vencedor seria o de maior massa nos braços.
b) o vencedor seria o de maior musculatura.
c) o vencedor seria aquele que conseguisse aplicar maior aceleração ao soco.
d) o vencedor seria o que tivesse maior massa em seu braço e imprimisse maior aceleração ao soco.
e) a luta terminaria empatada.

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Revisão/Ex 2:

(UNESP)
Isaac Newton foi autor de marcantes contribuições à ciência Moderna. Uma delas foi a Lei da Gravitação Universal. Há quem diga que, para isso, Newton se inspirou na queda de uma maçã. Suponha que F₁ seja a intensidade da força exercida pela Terra sobre a maçã e F₂ a intensidade da força exercida pela  maçã sobre a Terra. Então:

a) F₁ será muito maior do que F₂ 
b) F₁ será um pouco maior do que F₂
c) F₁ será igual a F₂
d) F₁ será um pouco menor do que F₂
e) F₁ será muito menor do que F₂

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Revisão/Ex 3:
(UEL-PR)
Um bloco de massa 5,0 kg está em queda livre em um local onde a aceleração da gravidade vale 9,8 m/s². É correto afirmar a respeito que:

a) a intensidade da força que o bloco exerce na Terra vale 49 N.
b) a resultante das forças que atuam no bloco é nula.
c) a intensidade da força que a Terra exerce no bloco é menor que 49 N.
d) a aceleração de queda do bloco é nula.
e) o módulo da velocidade de queda do bloco aumenta inicialmente e depois diminui.

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Revisão/Ex 4:
(UFMG)
Uma pessoa está empurrando um caixote. A força que essa pessoa exerce sobre o caixote é igual e contrária à força que o caixote exerce sobre ela. Com relação a essa situação assinale a alternativa correta:

a) a pessoa poderá mover o caixote porque aplica a força sobre o caixote antes de ele poder anular essa força.
b) a pessoa poderá mover o caixote porque as forças citadas não atuam no mesmo corpo.
c) a pessoa poderá mover o caixote se tiver uma massa maior do que a massa do caixote.
d) a pessoa terá grande dificuldade para mover o caixote, pois nunca consegue exercer uma força sobre ele maior do que a força que esse caixote exerce sobre ela.

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Revisão/Ex 5:
(UFPB)
Um livro está em repouso num plano horizontal. Atuam sobre ele as forças peso (P) e normal (F_N).

Analise as afirmações abaixo:

I - A força de reação à força peso está aplicada no centro da Terra.
II - A força de reação a normal está aplicada sobre o plano horizontal.
III - O livro está em repouso e, portanto, normal e peso são forças de mesmas intensidades e direção, porém de sentidos contrários.
IV - A força normal é reação à força peso.

Pode-se dizer que:

a) todas as afirmações são verdadeiras.
b) apenas I e II são verdadeiras.
c) apenas I, II e III são verdadeiras.
d) apenas III e IV são verdadeiras.
e) apenas III é verdadeira.

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Arte do Blog

Abstract Speed and Sound - 1913-14

Giacomo Balla

  
Giacomo Balla nasceu em 18 de julho de 1871, em Turim, Itália. No início da carreira ele teve acesso a pesquisas da decomposição do movimento e fez da sua obra o resultado de uma experimentação contínua. Ele não tinha receio de inovar e de pesquisar. Sempre destacou o movimento, a multiplicação das formas e a análise da luz.

 Numbers in Love - 1924

Em 1886, Balla passou pela Academia Albertina, depois, em 1890, mudou-se para Roma onde trabalhou como ilustrador durante cinco anos. Em 1900 viajou para Paris onde teve contato com o Impressionismo e o Neo-impressionismo. Nessa fase (1900-1909), desenvolveu uma pintura divisionista, adquiriu fama e se estabeleceu.

Shape Noise Motorcyclist - 1913

As mais fortes características de Balla não são apenas a explosão de cor, alegria e audácia, mas também sua adesão ao Movimento Futurista. Em 1910 assinou o Manifesto Futurista com Marinetti, Carrà, Russolo, Boccioni e Severini. A análise do movimento passou, então, a ser o centro de sua obra.
 

Dynamism of a Dog on a Leash - 1912

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Depois da Primeira Guerra Mundial trabalhou no segundo Futurismo, mantendo-se nele até a década de 30. Nesse período Balla voltou a pintar também retratos e paisagens e fez experiências de linguagem com diversos materiais e técnicas. Na última fase, a da solidão e da volta ao figurativo a obra de Balla retoma velhos temas e adquire circularidade artística.

Giacomo Balla morreu em 1 de março de 1958, em Roma, Itália.

Pessimismo e Optimismo - 1923

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Especial de Sábado

Ganhadores do Premio Nobel de Física

Borges e Nicolau

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1910

Johannes Diederik van der Waals – "por seu trabalho no estabelecimento da equação de estado para gases e líquidos.".

Johannes Diederik van der Waals (1837-1923), físico holandês 

No estudo do comportamento de um gás perfeito ou gás ideal, considera-se o seguinte modelo:

• as moléculas do gás movimentam-se caoticamente;
• os choques entre as moléculas e contra as paredes do recipiente são perfeitamente elásticos;
• as moléculas não exercem forças entre si, exceto quando colidem;
• as moléculas apresentam volume próprio desprezível em comparação com o volume ocupado pelo gás. As moléculas podem ser consideradas pontos materiais.
Para um gás perfeito, pode-se aplicar a equação de Clapeyron:
 x

p.V = n.R.T

Johannes Diederik van der Waals, distinguido com o prêmio Nobel de Física de 1910 por seu trabalho no estabelecimento da equação de estado para gases e líquidos, realizou estudos sobre os gases reais, levando em conta dois aspectos:
1) O volume próprio das moléculas que não é desprezível. Portanto, as moléculas ocupam um certo volume no recipiente que contém o gás, isto é, elas não são pontos materiais.
2) As forças de atração existente entre as moléculas, isto é, as moléculas não exercem forças entre si só quando colidem.
Levando-se em conta estes fatores van der Waals estabeleceu para os fluidos reais (gases, vapores e líquidos) uma nova equação, conhecida hoje como Equação de van der Waals.
Para 1 mol de substância, temos a equação:
 x

[(p+(a/V²)].(V-b) = R.T

a e b são constantes para cada gás, denominadas constantes de van der Waals.
O termo a/V² é chamado pressão de coesão e está associado às forças de atração existente entre as moléculas (forças intermoleculares). Van der Waals estabeleceu que a pressão de coesão é inversamente proporcional ao quadrado do volume V, sendo a constante de proporcionalidade. O termo b, chamado covolume, está associado ao volume ocupado pelas moléculas.
No caso dos gases perfeitos, temos a = 0 e b = 0, resultando a equação de Clapeyron, para 1 mol:
x

p.V = R.T

Um gás real submetido a altas temperaturas e baixas pressões (gás rarefeito) apresenta um comportamento que se aproxima ao de um gás ideal. De fato, para dada massa de gás, ocupando um grande volume, o termo a/V² é desprezível quando comparado com p e b é também desprezível quando comparado com V. Assim, chega-se à equação de Clapeyron.

Saiba mais. Clique aqui e aqui

Próximo Sábado: Ganhador do Premio Nobel de 1911:
Wilhelm Wien, pela descoberta das leis a respeito da radiação térmica.

Física Animada

Caiu no vestibular

Isolantes e condutores

(VUNESP)
Num livro de eletricidade, você encontra três informações:

I. isolantes são materiais que não permitem a passagem da corrente elétrica;
II. o ar é isolante e
III. um raio constitui-se de uma descarga elétrica correspondente, em média, a uma corrente de 10 000 ampères que desloca da nuvem à Terra uma carga de 20 coulombs.

Você pode concluir que essas três informações são

(A) coerentes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica 
é de 2,0∙10^-3 s.
(B) conflitantes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica 
é de 2,0∙10^-3 s.
(C) coerentes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica 
é de 2,0∙10^-4 s.
(D) conflitantes e que o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica 
é de 2,0∙10^-6 s.
(E) conflitantes e que não é possível avaliar o intervalo de tempo médio de uma descarga elétrica.

Resolução:
  
A afirmação I. é correta. Os isolantes não permitem a passagem da corrente elétrica.
A afirmação II. é incorreta, pois de acordo com a afirmação III. o ar pode conduzir a eletricidade. 

Sendo i = Δq/Δt, temos: 10000 = 20/Δt => Δt = 2,0∙10^-3 s.

Resposta: (B)