ÓPTICA GEOMÉTRICA (exercícios)

1. Num quarto iluminado por uma lâmpada, encontram-se vários objetos:

I - um livro
II - um abajur desligado
III - uma lâmpada acesa

Classificam-se como fontes de luz secundárias:

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

2. Classifique cada um dos meios como: transparente, translúcido ou opaco.

a) Uma pequena lâmina de água
b) Uma camada de água de grande espessura (1Km)
c) Uma folha de papel de seda
d) Um tijolo
e) Um vidro fosco

3. Uma câmara escura de orifício de 40cm de comprimento gera uma imagem, de 5cm de altura, de um objeto distante 2m dela. Qual o tamanho do objeto que deu origem à imagem?

4. A torre de transmissão de uma rede de televisão nacional possui 212 metros de altura. Ela consumiu 650 toneladas de metal e localiza-se num dos pontos mais altos da cidade de São Paulo. Se, num dia de Sol, ao lado da torre, uma pessoa de 1,80m de altura projetar uma sombra de 2,70m, qual o comprimento da sombra projetada pela torre, no mesmo instante?

5. (FEEQ-CE) Um grupo de escoteiros deseja construir um acampamento em torno de uma árvore. Por segurança, eles devem colocar as barracas a uma distância tal da árvore de mode que, se esta cair, na venha a atingi-los. Aproveitando o dia ensolarado, eles mediram, ao mesmo tempo, os comprimentos das sombras da árvore e de um deles, que tem 1,5m de altura; os valores encontrados foram 6,0m e 1,8m, respectivamente.
Qual deve ser a distância mínima de cada barraca à árvore?

6. (ENEM) A sombra de uma pessoa que tem 1,80m de altura mede 60cm. No mesmo momento, a seu lado, a sombra projetada de um poste mede 2m. Se, mais tarde, a sombra do poste diminuir 50cm, qual será a "nova" sombra da pessoa?

7. Em uma festa de casamento, dois canhões de luz operam normalmente. Em determinado momento, os dois feixes de luz se interceptam. Após o cruzamento dos feixes, é correto afirmar que:

a) os feixes se anulam.
b) os feixes continuam a se propagar sem que um afete a trajetória do outro.
c) as velocidades dos feixes são aumentadas.
d) as velocidades dos feixes são diminuídas.
e) os feixes só se anulam se forem da mesma cor.


8. (FEI-SP) Um raio de luz vertical incide sobre um espelho plano inclinado de 10º sobre um plano horizontal. Pode-se afirmar que:

a) o raio refletido é também vertical.
b) o raio refletido forma ângulo de 5º com o raio incidente.
c) o raio refletido forma ângulo de 10º com o raio incidente.
d) o ângulo entre o raio refletido e o incidente é de 20º.
e) nenhuma das respostas anteriores é satisfatória.

9. (UFRGS-RS) O ângulo entre um raio de luz que incide em um espelho plano e a normal à superfície do espelho (ângulo de incidência) é igual a 35º. Para esse caso, o ângulo entre o espelho e o raio refletido é igual a:

a) 20º b) 35º c) 45º d) 55º e) 65º

10. (UFMA) Um raio luminoso incide perpendiculamente sobre a superfície de um espelho plano. Nessa circunstância, pode-se afirmar que a soma do ângulo de incidência com o ângulo de reflexão corresponde a _____º?

11. (PUC-SP)Em um farol de automóvel tem-se um refletor constituído por um espelho esférico e um filamento de pequenas dimensões que pode emitir luz. O farol funciona bem quando o espelho é:

a) côncavo e o filamento está no centro do espelho.
b) côncavo e o filamento está no foco do espelho.
c) convexo e o filamento está no centro do espelho.
d) convexo e o filamento está no foco do espelho.
e) convexo e o filamento está no ponto médio entre o foco e o centro do espelho.

12. (Fund. Univ. de Itaúna-MG) Uma pessoa observou a sua imagem, formada na parte côncava de uma colher bem polida. Em relação à imagem formada, é correto afirmar que:

a) a imagem formada nunca é invertida.
b) a imagem formada é sempre invertida.
c) quando não invertida, a imagem é real.
d) quando não invertida, a imagem é virtual.
e) a imagem formada é virtual, e não invertida.

13. (Vunesp) Um pequeno prego se encontra diante de um espelho côncavo, perpendiculamente ao eixo óptico principal, entro o foco e o espelho. A imagem do prego será:

a) real, invertida e menor que o objeto.
b) virtual, invertida e menor que o objeto.
c) real, direta e menor que o objeto.
d) virtual, direta e maior que o objeto.
e) real, invertida e maior que o objeto.

14. Um objeto real colocado a 80cm de um espelho esférico, produz uma imagem virtual a 40cm do espelho. Determine:

a) o tipo de espelho;
b) o raio de curvatura do espelho;
c) o aumento linear transversal da imagem.

15. Num anteparo a 60cm de um espelho esférico, forma-se uma imagem nítida de um objeto real situado a 20cm do espelho. Determine:

a) a natureza do espelho;
b) a distância focal e o raio de curvatura do espelho.

16. (UFU-MG) Um dentista mantém um espelho esférico côncavo, de raio de curvatura de 50mm, a uma distância de 20mm da cavidade de um dente. Determine:

a) a posição da imagem;
b) o tamanho da imagem comparada ao tamanho da cavidade;
c) as características da imagem da cavidade.

17. (Ufal-MG) Um objeto, em forma de seta de 5cm de comprimento, está apoiado no eixo principal de um espelho esférico côncavo de distância focal 40cm, a 50cm do vértice.

a) Determine a distância da imagem ao vértice do espelho, em cm.
c) Determine o valor do comprimento da imagem, em cm.

18. (UEL-PR) Uma superfície refletora esférica côncava, cujo raio de curvatura é de 30cm, é usada para formar a imagem de um pequeno objeto localizado a 60cm da superfície. A imagem se forma a uma distância da superfície que vale, em cm?

19. (Fatec-SP) Para se barbear, um jovem fica com o seu rosto situado a 50cm de um espelho, o qual fornee sua imagem ampliada 2 vezes. O espelho utilizado é:

a) côncavo, de raio de curvatura 2,0m.
b) côncavo, de raio de curvatura 1,2m.
c) convexo, de raio de curvatura 2,0m.
d) convexo, de raio de curvatura 1,2m.
e) plano.

20. (UFPE) Um espelho côncavo tem 24cm de raio de curvatura. Olhando para ele de uma distância de 6,0cm, qual o tamanho da imagem observada de uma cicatriz de 0,5cm, existente em seu rosto?

a) 0,2cm b) 0,5cm c) 1,0cm d) 2,4cm e) 6,0cm


21. (UFPE) Um espelho côncavo tem um raio de curvatura R=2,0m. A que distância do centro do espelho, em centímetros, uma pessoa deve se posicionar sobre o eixo principal para que a ampliação de sua imagem seja A = +2?

22. (Mackenzie-SP) 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) 2cm b) 3cm c) 4cm d) 5cm e) 6cm


23. (Vunesp) Ao utilizar-se da equação do aumento linear tranversal, um aluno encontrou, como resultado do posicionamento de um objeto real colocado sobre o eixo principal e à frente da superfície refletora de um espelho esférico, o valor -0,5, parao aumento linear transversal. Pode-se, em função desse resultado, concluir que o objeto estava posicionado:

a) além do centro de curvatura de um espelho côncavo.
b) além do centro de curvatura de um espelho convexo.
c) entre o foco e o vértice de um espelho convexo.
d) entre o foco e o vértice de um espelho côncavo.
e) entre o centro de curvatura e o foco de um espelho côncavo.

24. (Fuvest-SP) As faces de uma calota esférica, de 30 cm de raio, funcionam como espelhos. Um objeto luminoso de 5,0cm de comprimento é colocado defronte à face côncava da calota, sobre seu eixo principal e a 30cm dela. Em seguida, o objeto é colocado do outro lado da calota, a 30cm da face convexa, sobre seu eixo principal. Pedem-se:

a) a distância entre as imagens formadas nas duas situações;
b) a relação entre os tamanhos das imagens formadas na primeira e na segunda situação.

25. (Udesc) Um aluno, fazendo um teste para determinar a posição e a característica da imagem formada em espelhos, coloca seu rosto a uma distância de 40,0cm de um espelho convexo de distância focal igual a 10,0cm. A alternativa que representa corretamente a posição e as características da imagem formada é:

a) +10,0cm, imagem virtual e invertida, 4 vezes menor.
b) -8,0cm, imagem virtual e direita, 5 vezes menor.
c) +10,0cm, imagem virtual e invertida, 5 vezes menor.
d) -8,0cm, imagem real e direita, 5 vezes menor.
e) +10,0cm, imagem real e direita, 5 vezes menor.

ÓPTICA GEOMÉTRICA (só teoria)

1.0 Introdução

A óptica é a parte da Física que estuda os fenômenos relacionados à luz. A Óptica Geométrica estuda esses fenômenos luminosos sem levar em conta a natureza da luz.
De modo geral, podemos dizer que a luz é o agente físico que produz em nossos olhos a sensação de visão. A luz é uma forma de energia radiante, podendo se comportar como partícula ou onda eletromagnética, e se propaga com a velocidade de 300.000 Km/s, no vácuo.

2.0 Fonte de Luz

As fontes de luz são classificadas em:
a) primárias (corpo luminoso) - produz a luz que emite. Ex: estrelas e lâmpadas acesas;
b) secundárias (corpo iluminado) - devolve ao meio de origem a luz recebida de fontes primárias. Ex: a Lua, as páginas de um caderno, a menina mais linda da sala... e a mais feia também...!!!

3.0 Meios ópticos

Normalmente, os meios materiais interferem na propagação da luz. Dependendo do meio, essa interferência pode ser em maior ou menor grau. Ex: uma vidraça limpa e lisa praticamente não interfere na propagação da luz, ou seja, enchergamos nitidamente através de uma vidraça. Um meio material que se comporta dessa maneira é chamado de MEIO TRANSPARENTE.

Mas, se olharmos através de uma janela de vidro fosco ou através de uma folha de papel vegetal, não teremos uma visão nítida dos objetos. Um meio nessas condições é chamado de MEIO TRANSLÚCIDO.

Finalmente, um meio que não permite que a luz o atravesse é chamado de MEIO OPACO. Ex: uma placa de madeira.

4.0 Princípios da Óptica Geométrica

4.1 Princípio da Propagação Retilínea da Luz: a luz se propaga em linha reta em meios homogêneos e transparentes.

4.2 Princípio de Independência dos raios luminosos: quando dois ou mais raios luminosos se interceptam, um não interfere na trajetória do outro.

4.3 Princpípio da Reversibilidade dos Raios Luminosos: a propagação da luz é reversível em sua trajetória, ou seja, o caminho percorrido pela luz para ir de um ponto A até um ponto B (ida) é o mesmo que ela faz de B até A (volta).

5.0 Consequências da propagação retilínea da Luz

a) Câmara escura de orifício
b) Sombra e Penunbra


BONS ESTUDOS!

Segue algumas questões que estou colocando na nova apostila para a turma do 1º ano do Colégio Persona.

Questão 02. A equação horária da velocidade de uma partícula em movimento retilíneo é v = 4 + 2. t
(SI), sabendo que sua massa é de 3 kg, determine a força resultante que atua sobre esta partícula.



Questão 03. Abaixo, apresentamos três situações do seu dia-a-dia que devem ser associadas as 3 leis de
Newton.
(a) Ao pisar no acelerador do seu carro, o velocímetro pode indicar variações de velocidade.
(b) João machucou o pé ao chutar uma pedra.
(c) Ao fazer uma curva ou frear, os passageiros de um ônibus que viajam em pé devem se segurar.


Questão 04. Uma pessoa empurra lentamente um carro, com uma força de 800 N. Qual o valor da força que o carro aplica sobre ela ?


Questão 05. Com base na 3a Lei de Newton, responda:
(a) A afirmação abaixo está certa ou errada ? Justifique.
“Quando exercemos uma força F numa mesa, esta exerce uma força igual e
oposta - F que anula a força F, de modo que a força resultante sobre a mesa
é nula e ela, portanto, não se move”.


(b) Descreva uma situação em que evidenciem as forças de ação e reação
(mostre como as duas forças estão agindo).

Questão 11. (UNITAU) – Assinale a alternativa correta:
a) as forças de ação e reação estão aplicadas em corpos distintose por isso, não se equilibram;
b) as forças de ação e reação se equilibram;
c) as forças de ação e reação têm a mesma direção, mesmo sentido e mesma intensidade
d) as forças de ação e reação estão aplicadas no mesmo corpo;
e) as forças de ação e reação são iguais.

Questão 12. (UNICAMP) – O peso de um elevador juntamente com ospassageiros é 640 kgf e a força de tração no cabo do elevador temintensidade de 768 kgf.
a) Com essas informações é possível dizer, inequivocamente, em que sentido o elevador está se movendo? Explique.

b) Calcule o módulo da aceleração do elevador.


BONS ESTUDOS!!!

LEIS DE NEWTON (PARTE 2)

QUESTÃO EXTRA

01. A massa de uma pessoa é 65 Kg. Determine seu peso na Terra e na Lua, sabendo que a aceleraçãoda gravidade na Terra é de 9,8 m/s2 e na Lua, de 1,6 m/s2.


02. Um corpo de massa 5 Kg, inicialmente em repouso, é submetido a ação de uma força de 30N. Qual é a aceleração que o corpo adquire, desprezando-se outras interações?


03. Um corpo de 1,5 Kg está em MUV com aceleração de 10 m/s2. Qual é a resultante das forças que atuam sobre esse corpo?


04. A aceleração gravitacional na superfície da Terra é de 10 m/s2 e na de Júpiter, 30 m/s2. Um objeto de 600N de peso na superfície da Terra apresentará qual peso na superfície de Júpiter?


05. Um grupo de crianças brinca de cabo de força de massa 5Kg. Sabendo-se que os meninos atuam com uma força da esquerda pra direita de 72N e as meninas com uma força da direita para esquerda de 47N, calcule: a força resultante (FR) e a aceleração (a).


06. Um rapaz tenta puxar uma caixa de massa 200Kg sozinho. Ele aplica uma força de 40N, porém, um amigo tenta ajudá-lo aplicando uma força de 60N na mesma direção e no mesmo sentido. Qual a aceleração da caixa ANTES e DEPOIS da ajuda do amigo?

LEIS DE NEWTON (PARTE 1)

Lembre-se das 3 Leis de Newton!

1ª LEI: Princípio da Inércia
- Tendência do corpo permanecer em repouso OU em Movimento Retilíneo e Uniforme.



2ª LEI: Princípio Fundamental da Dinâmica
- Para um corpo sair do "estado de inércia" é necessário que lhe seja aplicado uma força RESULTANTE, ou seja, não basta que lhe seja aplicado só e somente só forças, mas sim, uma força resultante, ou seja, F = m x a.

3ª LEI: Ação e Reação
- Para toda ação SEMPRE há uma reação, ou seja, se eu empurro uma parede com uma força de 10N, logo esta parede estará me empurrando com uma força TAMBÉM de 10N, portanto, para à reação teremos o mesmo módulo, mesma direção e sentido oposto da força.


Exemplos:


01. (FUND. CARLOS CHAGAS) Uma folha de papel está sobre a mesa do professor. Sobre ela está um apagador. Dando-se, com violência, um puxão horizontal na folha de papel, esta se movimenta e o apagador fica sobre a mesa. Uma explicação aceitável para a ocorrência é:

a) nenhuma força atuou sobre o apagador;

b) a resistência do ar impediu o movimento do apagador;

c) a força de atrito entre o apagador e o papel só atua em movimentos lentos;

d) a força de atrito entre o papel e a mesa é muito intensa;

e) a força de atrito entre o apagador e o papel provoca, no apagador, uma aceleração muito inferior à da folha de papel.

Resposta: letra A, pois claramente é afirmado que a força atua somente sobre o papel, e não sobre o apagador, por isso que o mesmo não se movimentou.


02. A primeira Lei de Newton afirma que, se a soma de todas as forças atuando sobre o corpo é zero, o mesmo …

a) terá um movimento uniformemente variado.

b)apresentará velocidade constante.

c)apresentará velocidade constante em módulo, mas sua direção pode ser alterada.

d)será desacelerado.

e)apresentará um movimento circular uniforme.

Resposta: letra B, pois se a FORÇA RESULTANTE é igual a ZERO, isso quer dizer que o corpo está em estado de inércia, logo "apresentará velocidade constante". Basta lembrar que Inércia é a tendência do corpo em permanecer em... isso mesmo que você está pensando!


Em breve postarei mais questões...

Aos alunos do 1º e 2º ano do Colégio Persona

Dedicarei este espaço do meu blog para vocês questionarem, solicitarem questões, tirar dúvidas de questões propostas mas, principalmente, me enviarem o resumo dos trabalhos apresentados dentro da sala de aula, inclusive, se possível, com vídeos e fotos. Este será, também, um criterio de avaliação.

Estou realizando um trabalho pouco utilizado, porém, bastante conhecido. Vamos sair da sala de aula e interagir também por aqui para facilitar o aprendizado.


Abraço a todos e bom estudo!