Exercícios propostosFísica capítulo 1

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01. O que é uma onda?

02. Diferencie uma onda mecânica de uma onda eletro-magnética. Dê pelo menos dois exemplos de cada uma.

03. Explique porque seria impossível recebermos sinais de uma civilização que habita outro planeta por meio de ondas mecânicas.

04. Explique por que o som não pode se propagar pelo espaço sideral.

05. (Ufpel) Recentemente o físico Marcos Pontes se tor-nou o primeiro astronauta brasileiro a ultrapassar a atmosfera terrestre.

Diariamente existiam contatos entre Marcos e a base, e alguns deles eram transmitidos através dos meios de comunicação.

Com base no texto e em seus conhecimentos, é cor-reto afirmar que conseguíamos “ouvir” e “falar” com Mar-cos porque, para essa conversa, estavam envolvidas a) apenas ondas mecânicas - transversais - já que estas

se propagam, tanto no vácuo como no ar. b) apenas ondas eletromagnéticas - longitudinais - já que

estas se propagam, tanto no vácuo como no ar. c) ondas eletromagnéticas - transversais - que

apresentam as mesmas frequências, velocidade e comprimento de onda, ao passar de um meio para outro.

d) ondas mecânicas - transversais - que apresentam as mesmas frequências, velocidade e comprimento de onda, ao passar de um meio para outro.

e) tanto ondas eletromagnéticas - transversais - que se propagam no vácuo, como ondas mecânicas - longitudinais - que necessitam de um meio material para a sua propagação.

06. (UTFPR) Para completarmos uma ligação telefônica utilizando um aparelho celular, é necessário que ele se comunique com uma estação provida de uma antena, ligada à central de telefonia. Dentre as alternativas, assi-nale qual o tipo de onda indispensável, entre o telefone e a estação, para que uma ligação telefônica via celular seja realizada.

a) Mecânica. b) Eletromagnética. c) Longitudinal.

d) Sonora. e) Ultrassom.

07. (CPS) Em Portugal, a cidade do Porto aceitou o desa-fio de um fabricante de lâmpadas e instalou luminárias que usam a tecnologia dos LEDs de alta potência e emi-tem uma tonalidade de cor mais agradável, ao mesmo tempo que poupam energia.

Sobre a propagação de ondas, assinale a alterna-tiva que preenche, correta e respectivamente, o texto a seguir:

Seja qual for o tipo de lâmpada utilizada, a luz pro-paga-se como uma onda ____________ no vácuo e também em meios materiais, desde que estes sejam ____________ ou sejam _____________.

a) mecânica – opacos – transparentes b) mecânica – translúcidos – transparentes c) eletromagnética – opacos – translúcidos d) eletromagnética – opacos – transparentes e) eletromagnética – transparentes – translúcidos

08. (UTFPR) Uma estação de rádio transmite suas infor-mações ou números musicais a partir de uma antena que emite certo tipo de ondas. Essas ondas são:

a) de som. b) de ultrassom. c) de raios gama.

d) eletromagnéticas. e) eletrostáticas.

09. (Unemat – modificado) Uma onda pode ser classi-ficada, quanto à sua natureza, basicamente em onda mecânica ou onda eletromagnética.

Com relação ao tema é correto dizer:a) As ondas sonoras se propagam no vácuo com

velocidade próxima à velocidade das ondas eletromagnéticas.

b) A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas é da ordem de 300.000 m/s.

c) As ondas sonoras e as eletromagnéticas são sempre transversais.

d) Numa onda longitudinal, as partículas do meio vibram na mesma direção em que se dá a propagação da onda.

e) A frequência da onda é um elemento característico da fonte que a criou, cuja grandeza corresponde ao tempo de cada vibração gerada pela fonte.

10. (UEMG) Considere a radiação do Sol que nos atinge, na forma de ondas eletromagnéticas.

Sobre essas ondas eletromagnéticas, assinale a alter-nativa em que se faz uma afirmação INCORRETA: a) Além de estarem na faixa visível, também

apresentam radiações que não são visíveis para nós, seres humanos.

b) Quanto maior é a frequência das ondas, maior é a energia que elas transportam.

c) Essas ondas não precisam de um meio material para se propagar.

d) São ondas longitudinais resultantes da variação de campos elétricos e magnéticos.

11. (UEL) Os morcegos, mesmo no escuro, podem voar sem colidir com os objetos a sua frente. Isso porque esses animais têm a capacidade de emitir ondas sono-ras com frequências elevadas, da ordem de 120.000 Hz, usando o eco para se guiar e caçar. Por exemplo, a onda sonora emitida por um morcego, após ser refletida por um inseto, volta para ele, possibilitando-lhe a localização do mesmo.

Sobre a propagação de ondas sonoras, pode-se afir-mar que: a) O som é uma onda mecânica do tipo transversal que

necessita de um meio material para se propagar. b) O som também pode se propagar no vácuo, da

mesma forma que as ondas eletromagnéticas.

3434

c) A velocidade de propagação do som nos materiais sólidos em geral é menor do que a velocidade de propagação do som nos gases.

d) A velocidade de propagação do som nos gases independe da temperatura destes.

e) O som é uma onda mecânica do tipo longitudinal que necessita de um meio material para se propagar.

12. UFRGS) São exemplos de ondas os raios X, os raios gama, as ondas de rádio, as ondas sonoras e as ondas de luz. Cada um desses cinco tipos de onda difere, de algum modo, dos demais.

Qual das alternativas apresenta uma afirmação que diferencia corretamente o tipo de onda referido das demais ondas acima citadas? a) Raios X são as únicas ondas que não são visíveis. b) Raios gama são as únicas ondas transversais. c) Ondas de rádio são as únicas ondas que transportam

energia. d) Ondas sonoras são as únicas ondas longitudinais. e) Ondas de luz são as únicas ondas que se propagam

no vácuo com velocidade de 300000 km/s.

13. (Pucmg) Uma cena comum em filmes de ficção cien-tífica é a passagem de uma nave espacial em alta velo-cidade, no espaço vazio, fazendo manobras com a ajuda de foguetes laterais, tudo isso acompanhado e um forte ruído.

Assinale a alternativa CORRETA. a) A cena é correta, pois não há problema com o fato de

uma nave voar no espaço vazio. b) A cena é correta, porque é perfeitamente perceptível

o ruído de uma nave no espaço vazio. c) A cena não é correta, pois o som não se propaga no

vácuo. d) A cena não é correta, pois não é possível que uma

nave voe no espaço vazio. e) A cena não é correta, pois não é possível fazer

manobras no espaço vazio.

14. (UFRN) Quando falamos, o som produzido é um exemplo de um tipo de onda mecânica longitudinal que se propaga no ar. Por outro lado, quando jogamos uma pedra na água contida em um tanque, a onda produzida é um exemplo de um tipo de onda mecânica transversal que se propaga na superfície da água.

O que distingue onda mecânica longitudinal de onda mecânica transversal é a) o fato de apenas uma dessas ondas estar sujeita ao

fenômeno de interferência. b) o fato de apenas uma dessas ondas estar sujeita ao

fenômeno de difração. c) a direção em que o meio de propagação vibra

enquanto cada uma das ondas passa por ele. d) a direção do plano de polarização de cada uma das

ondas enquanto elas se propagam no meio.

15. (Ita) Considere as seguintes afirmações relativas às formas de ondas mostradas na figura a seguir:

Onda A

direção devibração

direção de movimento

Onda B

dire

ção

devi

braç

ão

direção demovimento

I. A onda A é conhecida como onda longitudinal e seu comprimento de onda é igual à metade do comprimento de onda da onda B.

II. Uma onda sonora propagando-se no ar é melhor descrita pela onda A, onde as regiões escuras são chamadas de regiões de compressão e as regiões claras, de regiões de rarefação.

III. Se as velocidades das ondas A e B são iguais e permanecem constantes e ainda, se o comprimento de onda da onda B é duplicado, então o período da onda A é igual ao período da onda B.

Então, pode-se concluir que:

a) somente II é correta. b) I e II são corretas. c) todas são corretas.

d) II e III são corretas. e) I e III são corretas.

16. (Unimontes) A figura abaixo representa uma forma senoidal num gráfico y (deslocamento vertical) versus x (deslocamento horizontal), como uma fotografia de uma corda, na qual se propaga uma onda estacionária. Estão destacadas, na figura, duas grandezas, enumeradas por 1 e 2.

y

x

1

2

É correto afirmar: a) A grandeza 1 é a amplitude e a 2 é o comprimento de

onda. b) Se o eixo horizontal do gráfico representasse o

tempo, a grandeza 1 seria o período. c) A grandeza 1 é o período e a 2 é a frequência. d) Se o eixo horizontal do gráfico representasse o

tempo, a grandeza 2 seria a frequência.

17. (UFRGS) Um trem de ondas senoidais, gerado por um dispositivo mecânico oscilante, propaga-se ao longo de uma corda. A tabela a seguir descreve quatro grandezas que caracterizam essas ondas mecânicas:

Grandeza Descrição

1 números de oscilações por segundo de um ponto da corda

2 duração de uma oscilação completa de um ponto da corda

3 distância que a onda percorre durante uma oscilação completa

4 deslocamento máximo de um ponto da corda

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As grandezas 1, 2, 3 e 4 são denominadas, respectivamente, a) frequência, fase, amplitude e comprimento de onda. b) fase, frequência, comprimento de onda e amplitude. c) período, frequência, velocidade de propagação e

amplitude. d) período, frequência, amplitude e comprimento de

onda. e) frequência, período, comprimento de onda e

amplitude.

18. (FGV) Observando uma onda unidimensional, que se propaga com velocidade constante e sem perda de energia, produzida pela sucessão de uma série de abalos de mesma frequência, tem-se que o afastamento entre duas cristas consecutivas representa a grandeza física denominada

a) altura. b) amplitude. c) frequência. d) comprimento de onda. e) velocidade de propagação da onda.

19. (Ufpel) No mundo em que vivemos, estamos rodea-dos de fenômenos físicos. Um desses fenômenos são as ondas, nas quais vivemos imersos, seja através do som, da luz, dos sinais de rádio e televisão, etc...

Com base nos seus conhecimentos sobre Ondas e sobre a propagação delas em meios elásticos, analise as afirmativas a seguir.I. A velocidade de propagação de uma onda não se

altera quando ela passa de um meio para outro.II. Nas ondas longitudinais, as partículas do meio

vibram na mesma direção de propagação da onda.III. A frequência de uma onda não se altera quando ela

passa de um meio para outro.IV. O som é uma onda eletromagnética, pois, se

propaga no vácuo.V. As ondas eletromagnéticas são sempre do

tipo transversal.

Dessas afirmativas estão corretas apenas a) I, II, III e V. b) I, II e IV. c) II, III e V.

d) III e IV. e) III, IV e V.

20. (UFG) O gráfico do movimento de subida e descida de uma rolha, na superfície de um lago ondulado, é mos-trado na figura a seguir, em que y é a altura da rolha em relação ao nível da água parada e t é o tempo transcorrido.

y

t

Se a rolha leva 1,0 s para sair do nível zero e atin-gir, pela primeira vez, a altura máxima, a frequência do movimento é igual a a) 0,125 Hz b) 0,25 Hz

c) 0,50 Hz d) 1,0 Hz

e) 4,0 Hz

21. (UFMG) Daniel brinca produzindo ondas ao bater com uma varinha na superfície de um lago. A varinha toca a água a cada 5 segundos.

Se Daniel passar a bater a varinha na água a cada 3 segundos, as ondas produzidas terão MAIOR a) comprimento de onda. b) frequência.

c) período. d) velocidade.

22. (Fatec) O padrão de forma de onda proveniente de um sinal eletrônico está representado na figura a seguir.

1 di

visã

o =

500

mV

1 divisão = 1 ms

Notando os valores para as divisões horizontal (1 ms) e vertical (500 mV), deve-se dizer quanto à amplitude a, ao período t a frequência f da forma de onda que: a) A = 0,5 V; T = 4 ms; F = 250 Hz b) A = 1,0 V; T = 8 ms; F = 125 Hz c) A = 2,0 V; T = 2 ms; F = 500 Hz d) A = 2,0 V; T = 4 ms; F = 250 Hz e) A = 1,0 V; T = 4 ms; F = 250 Hz

23. (Ueg) A figura a seguir ilustra quatro ondas I, II, III e IV, todas com mesma velocidade v:

y(t)

Tempo

IV

III

II

I

Considerando as informações contidas no gráfico, responda ao que se pede.a) Apresente em ordem decrescente as amplitudes das

ondas. b) Indique qual é a onda de menor frequência.

Justifique.

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24. (Uepg) A respeito de ondas, que são a propagação de uma perturbação em um meio, assinale o que for correto.

01) Não ocorre transporte de matéria no movimento de propagação de uma onda.

02) O comprimento de uma onda é o espaço que ela percorre em uma frequência determinada.

04) A distância entre duas cristas de ondas é chamada de amplitude.

08) A velocidade de uma onda é constante e independe do meio de propagação.

16) Os elementos que caracterizam uma onda são período, frequência, amplitude e comprimento.

25. (UFU – Modificado) Considere o gráfico adiante, que representa a grandeza A em função do tempo t (em uni-dades de 10-3 s).

Se a grandeza A representar a amplitude de uma onda sonora, determine sua frequência.

A

12

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 t (10–3 s)

26. (UFF) Ao iluminar a caverna, o espeleologista desco-bre um lago cristalino e observa que a água de uma infiltra-ção através das rochas goteja periodicamente sobre o lago, provocando pulsos ondulatórios que se propagam em sua superfície. Ele é capaz de estimar a distância (d) entre dois pulsos consecutivos, assim como a velocidade (v) de propa-gação dos mesmos. Com o aumento da infiltração, o gote-jamento aumenta e a quantidade de gotas que cai sobre a superfície do lago, por minuto, torna-se maior.

Comparando essa nova situação com a anterior, o espeleologista observa que: a) v permanece constante e d aumenta; b) v aumenta e d diminui; c) v aumenta e d permanece constante; d) v permanece constante e d diminui; e) v e d diminuem.

27. (UFMG) Para se estudar as propriedades das ondas num tanque de água, faz-se uma régua de madeira vibrar regularmente, tocando a superfície da água e pro-duzindo uma série de cristais e vales que se propagam da esquerda para a direita:

régua demadeira

direção e sentido de propagação

A régua toca a superfície da água 10 vezes em 5,0 segundos, e duas cristas consecutivas da onda ficam separadas de 2,0 centímetros.

A velocidade de propagação da onda é a) 0,5 cm/s. b) 1,0 cm/s.

c) 2,0 cm/s. d) 4,0 cm/s.

e) 8,0 cm/s.

28. (Unesp) Os gráficos I e II, desenhados numa mesma escala, representam a posição x em função do tempo t de dois objetos descrevendo movimentos oscilató-rios periódicos:

t

x Gráfico I

t

x Gráfico II

Denominando A1 e A2 e f1 e f2, respectivamente, as amplitudes e as frequências de oscilação associadas a esses movimentos, pode-se afirmar que a) A1 = A2 e f1 = f2

b) A1 = 2A2 e f1 = 2f2

c) A A e f f1 2 1 212

12

=

=

d) A A e f f1 2 1 212

2=

=

e) A A e f f1 2 1 2212

= =

29. (UFMG) A figura I mostra, em um determinado ins-tante de tempo, uma mola na qual se propaga uma onda longitudinal. Uma régua de 1,5 m está colocada a seu lado.

A figura II mostra como o deslocamento de um ponto P da mola, em relação a sua posição de equilíbrio, varia com o tempo.

P

0,0 0,5 1,0 1,5Figura I

37

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Figura II Tempo (s)–0,1

0,0

0,1De

sloca

men

to (m

)

As MELHORES estimativas para o comprimento de onda l e para o período T dessa onda são a) l = 0,20 m e T = 0,50 s. b) l = 0,20 m e T = 0,20 s.

c) l = 0,50 m e T = 0,50 s. d) l = 0,50 m e T = 0,20 s.

30. (Fuvest) O som produzido por um determinado ins-trumento musical, longe da fonte, pode ser representado por uma onda complexa S, descrita como uma sobrepo-sição de ondas senoidais de pressão, conforme a figura 1. Nela, está representada a variação da pressão P em fun-ção da posição, num determinado instante, estando as três componentes de S identificadas por A, B e C.

a) Determine os comprimentos de onda, em metros, de cada uma das componentes A, B e C, preenchendo o quadro na figura 2.

b) Determine o comprimento de onda π0, em metros, da onda S.

c) Represente, no gráfico, conforme a figura 3, as intensidades das componentes A e C.Nesse mesmo gráfico, a intensidade da componente

B já está representada, em unidades arbitrárias.

NOTE u.a. = unidade arbitráriaVelocidade do som ≈ 340 m/sA intensidade I de uma onda senoidal é proporcional

ao quadrado da amplitude de sua onda de pressão.A frequência f0 corresponde à componente que tem

menor frequência.

Figura 1

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

–8–6–4–2

02468

x (m)

S

A B

P (u.a.)

Figura 2Figura 3

31. (UFRJ) Antenas de transmissão e recepção de ondas eletromagnéticas operam eficientemente quando têm um comprimento igual à metade do comprimento de onda da onda transmitida ou recebida.

Usando esse fato e o valor c = 3,0 · 108 m/s para a velocidade da luz, calcule o valor que deve ter o com-primento da antena de um telefone celular que opera eficientemente com ondas de frequência igual a 1,5 · 109 Hz.

32. (Ufpe) Na figura abaixo, mostra-se uma onda mecâ-nica se propagando em um elástico submetido a um certa tensão, na horizontal. A frequência da onda é f = 740 Hz. Calcule a velocidade de propagação da onda, em m/s.

15 cm

v

33. (Uerj) Considere uma onda sonora que se propaga na atmosfera com frequência igual a 10 Hz e velocidade igual a 340 m/s.

Determine a menor distância entre dois pontos da atmosfera nos quais, ao longo da direção de propagação, a amplitude da onda seja máxima.

34. (UERN) A distância entre dois nós consecutivos de uma onda periódica é igual a 25 cm. Sendo a frequência dessa onda igual a 2,5 Hz, então a distância percorrida por ela no intervalo de meia hora é

a) 1125 m. b) 2250 m. c) 2500 m. d) 4500 m.

35. (Unicamp – modificado) Uma forma alternativa de transmissão de energia elétrica a grandes distâncias (das unidades geradoras até os centros urbanos) consiste na utilização de linhas de transmissão de extensão aproxi-madamente igual a meio comprimento de onda da cor-rente alternada transmitida. Este comprimento de onda é muito próximo do comprimento de uma onda eletro-magnética que viaja no ar com a mesma frequência da corrente alternada.

Qual é o comprimento de onda de uma onda eletro-magnética que viaja no ar com uma frequência igual a 60 Hz? A velocidade da luz no ar é c = 3 · 108 m/s.

36. (UFBA) A maioria dos morcegos possui ecolocali-zação — um sistema de orientação e localização que os humanos não possuem. Para detectar a presença de pre-sas ou de obstáculos, eles emitem ondas ultrassônicas que, ao atingirem o obstáculo, retornam na forma de eco, percebido por eles. Assim sendo, ao detectarem a dire-ção do eco e o tempo que demora em retornar, os morce-gos conseguem localizar eventuais obstáculos ou presas.

Um dispositivo inspirado nessa estratégia é a trena sônica, a qual emite uma onda sonora que é refle-tida por um obstáculo situado a uma distância que se deseja medir.

Supondo que uma trena emite uma onda ultrassô-nica com frequência igual a 22,0 kHz e comprimento de onda igual a 1,5 cm, que essa onda é refletida em um obs-táculo e que o seu eco é detectado 0,4 s após sua emis-são, determine a distância do obstáculo, considerando que as propriedades do ar não mudam durante a propa-gação da onda e, portanto, a velocidade do som perma-nece constante.

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37. (UFRJ) Um brinquedo muito divertido é o telefone de latas. Ele é feito com duas latas abertas e um barbante que tem suas extremidades presas às bases das latas. Para utilizá-lo, é necessário que uma pessoa fale na “boca” de uma das latas e uma outra pessoa ponha seu ouvido na “boca” da outra lata, mantendo os fios esticados.

Como no caso do telefone comum, também existe um comprimento de onda máximo em que o telefone de latas transmite bem a onda sonora.

Sabendo que para um certo telefone de latas o comprimento de onda máximo é 50 cm e que a velocidade do som no ar é igual a 340 m/s, calcule a frequência mínima das ondas sonoras que são bem transmitidas pelo telefone.

38. (Unesp) A luz visível é uma onda eletromagnética, que na natureza pode ser produzida de diversas manei-ras. Uma delas é a bioluminescência, um fenômeno quí-mico que ocorre no organismo de alguns seres vivos, como algumas espécies de peixes e alguns insetos, onde um pigmento chamado luciferina, em contato com o oxi-gênio e com uma enzima chamada luciferase, produz luzes de várias cores, como verde, amarela e vermelha. Isso é o que permite ao vaga-lume macho avisar, para a fêmea, que está chegando, e à fêmea indicar onde está, além de servir de instrumento de defesa ou de atração para presas.

As luzes verde, amarela e vermelha são consideradas ondas eletromagnéticas que, no vácuo, têm a) os mesmos comprimentos de onda, diferentes

frequências e diferentes velocidades de propagação. b) diferentes comprimentos de onda, diferentes

frequências e diferentes velocidades de propagação. c) diferentes comprimentos de onda, diferentes

frequências e iguais velocidades de propagação. d) os mesmos comprimentos de onda, as mesmas

frequências e iguais velocidades de propagação. e) diferentes comprimentos de onda, as mesmas

frequências e diferentes velocidades de propagação.

39. (UFRGS) Circuitos elétricos especiais provocam osci-lações de elétrons em antenas emissoras de estações de rádio. Esses elétrons acelerados emitem ondas de rádio que, através de modulação controlada da amplitude ou da frequência, transportam informações.

Qual é, aproximadamente, o comprimento de onda das ondas emitidas pela estação de rádio da UFRGS, que opera na frequência de 1080 kHz?

(Considere a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas na atmosfera igual a 3 x 108 m/s.) a) 3,6 x 10-6 m. b) 3,6 x 10-3 m. c) 2,8 x 102 m. d) 2,8 x 105 m. e) 2,8 x 108 m.

40. (ENEM) Em um dia de chuva muito forte, constatou-se uma goteira sobre o centro de uma piscina coberta, formando um padrão de ondas circulares. Nessa situa-ção, observou-se que caíam duas gotas a cada segundo. A distância entre duas cristas consecutivas era de 25 cm e cada uma delas se aproximava da borda da piscina com velocidade de 1,0 m/s. Após algum tempo a chuva dimi-nuiu e a goteira passou a cair uma vez por segundo.

Com a diminuição da chuva, a distância entre as cris-tas e a velocidade de propagação da onda se tornaram, respectivamente, a) maior que 25 cm e maior que 1,0 m/s. b) maior que 25 cm e igual a 1,0 m/s. c) menor que 25 cm e menor que 1,0 m/s. d) menor que 25 cm e igual a 1,0 m/s. e) igual a 25 cm e igual a 1,0 m/s.

41. (UERN) Em duas cordas A e B de materiais diferentes se propagam ondas periódicas, sendo que a velocidade das ondas na corda A é igual a 0,5 m/s e na corda B é igual a 0,4 m/s. Considerando-se que ambas são movimenta-das pela mesma fonte e que o período de propagação da onda na corda B é igual 0,25 s, então o comprimento de onda da corda A é

a) 7,5 cm. b) 9,6 cm. c) 16,8 cm. d) 12,5 cm.

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42. (Pucpr) Para que um objeto possa ser visível em um microscópio qualquer, o comprimento de onda da radia-ção incidente deve ser pelo menos comparável ao tama-nho do objeto. Na física quântica, o princípio da duali-dade onda-partícula, introduzido por Louis de Broglie, propõe que partículas de matéria, como os elétrons, podem comportar-se como ondas de maneira similar à luz. Um exemplo de aplicação desse princípio é o que ocorre no microscópio eletrônico, em que um feixe de elétrons é produzido para “iluminar” a amostra. O com-primento de onda dos elétrons do feixe é muito menor que o da luz; com isso, consegue-se obter ampliações mil vezes maiores do que as de um microscópio óptico.

Suponha que, para visualizar o vírus H1N1 em um microscópio eletrônico, um feixe de elétrons tenha sido ajustado para fornecer elétrons que se propagam com comprimento de onda igual ao diâmetro do vírus (supondo forma esférica). Se a velocidade de propagação da onda do feixe for de 104 m/s e a frequência for de 1011 Hz, assinale a alternativa que corresponde ao diâmetro do vírus H1N1. Dado: 1 nm (nanômetro) = 10–9 m.

a) 10 nm b) 1 nm c) 100 nm d) 10 µm e) 1 µm

43. (Mackenzie) Certa onda mecânica se propaga em um meio material com velocidade v = 340 m/s. Considerando-se a ilustração abaixo como a melhor representação gráfica dessa onda, determina-se que a sua frequência é

765 mm

v

x

y

a) 1,00 kHz b) 1,11 kHz c) 2,00 kHz d) 2,22 kHz e) 4,00 kHz

44. (Uerj) É possível investigar a estrutura de um objeto com o uso da radiação eletromagnética. Para isso, no entanto, é necessário que o comprimento de onda dessa radiação seja da mesma ordem de grandeza das dimen-sões do objeto a ser investigado.

Os raios laser são um tipo específico de radiação ele-tromagnética, cujas frequências se situam entre 4,6 × 1014 hertz e 6,7 × 1014 hertz.

Considerando esses dados, demonstre por que não é possível utilizar fontes de laser para investigar o inte-rior de um núcleo atômico esférico que tem um raio da ordem de 10-15 m.

45. (Unesp) Considere um lago onde a velocidade de propagação das ondas na superfície não dependa do comprimento de onda, mas apenas da profun-didade. Essa relação pode ser dada por v = gd onde g é a aceleração da gravidade e d é a profundidade.

Duas regiões desse lago têm diferentes profundidades, como ilustrado na figura:

2,5 m

Plataforma

Plataforma

Superfície do lago

10 m

O fundo do lago e formado por extensas platafor-mas planas em dois níveis; um degrau separa uma região com 2,5 m de profundidade de outra com 10 m de profun-didade. Uma onda plana, com comprimento de onda λ, forma-se na superfície da região rasa do lago e propaga-se para a direita, passando pelo desnível. Considerando que a onda em ambas as regiões possui mesma frequên-cia, pode-se dizer que o comprimento de onda na região mais profunda e

a) λ2

b) 2λ c) λ d) 32λ

e) 23λ

46. (Unesp) A propagação de uma onda no mar da esquerda para a direita é registrada em intervalos de 0,5 s e apresentada através da sequência dos gráficos da figura, tomados dentro de um mesmo ciclo:

0 1 2 3 4 5x (m)

Analisando os gráficos, podemos afirmar que a velo-cidade da onda, em m/s, é de a) 1,5. b) 2,0. c) 4,0. d) 4,5. e) 5,0.

47. (Fuvest) Imagens por ultrassom podem ser obtidas a partir da comparação entre o pulso de um sinal emi-tido e o pulso proveniente da reflexão em uma superfície do objeto que se quer analisar. Em um teste de controle de qualidade, para conferir a espessura de uma placa de plástico, são usados pulsos de ondas com frequência f = 1,5 MHz. Os gráficos I e II representam, respectivamente, as intensidades em função do tempo dos pulsos emi-tidos e dos pulsos captados no receptor, em uma certa parte da placa.

40

c) Estime a velocidade V, em m/s, de propagação das ondas no tanque.

d) Identifique, no gráfico da Figura 2 (t = 25 s), as posições das ondas A, B, C, D e E, assinaladas na Figura 1, ainda que, como pode ser observado, as amplitudes dessas ondas diminuam com sua propagação.

Figura 1

Perfil da superfície da água registrado, em função do tempo, pelo detector posicionado em x = 15 m

yD

x

x = 15m Detectores

A B C D E

10 20 30

0,50y

(m)

t (s)0–0,5

Figura 2

Perfil da superfície da água para t = 25 s

00,5

y(m) Perfil da superfície da água para t = 25 s

0 20018016014012010080604020x (m)

–0,5

49. (Unicamp) Nos últimos anos, o Brasil vem implan-tando em diversas cidades o sinal de televisão digital. O sinal de televisão é transmitido através de antenas e cabos, por ondas eletromagnéticas cuja velocidade no ar é aproximadamente igual à da luz no vácuo.

a) Um tipo de antena usada na recepção do sinal é a log-periódica, representada na figura a seguir, na qual o comprimento das hastes metálicas de uma extremidade à outra, L, é variável. A maior eficiência de recepção é obtida quando L é cerca de meio comprimento de onda da onda eletromagnética que transmite o sinal no ar (L ∼ λ/2) . Encontre a menor frequência que a antena ilustrada na figura consegue sintonizar de forma eficiente, e marque na figura a haste correspondente.

b) Cabos coaxiais são constituídos por dois condutores separados por um isolante de índice de refração n e constante dielétrica K, relacionados por K = n2. A velocidade de uma onda eletromagnética no interior do cabo é dada por v = c/n . Qual é o comprimento de onda de uma onda de frequência f = 400 MHz que se propaga num cabo cujo isolante é o polietileno (K=2,25)?

D

Plástico

Emissor ereceptor

Gráfico II

t(µs)

Gráfico III

t(µs)0 40 80 120 160 200 240

a) Determine o intervalo de tempo ∆t, em µs, entre os pulsos emitidos e os pulsos captados.

b) Estime a espessura D, em mm, da placa.c) Determine o comprimento de onda ë, em mm, das

ondas de ultrassom utilizadas.

NOTE 1 µs = 10-6 s1 MHz = 106 HzVelocidade do ultrassom no plástico = 1200 m/s.Os gráficos representam a intensidade I em uma

escala arbitrária.Cada pulso é composto por inúmeros ciclos da onda

de ultrassom.Cada pulso só é emitido depois da recepção do

pulso anterior.

48. (Fuvest) A propagação de ondas na água é estu-dada em grandes tanques, com detectores e softwares apropriados. Em uma das extremidades de um tanque (Figura 1), de 200 m de comprimento, um dispositivo D produz ondas na água, sendo que o perfil da superfície da água, ao longo de toda a extensão do tanque, é regis-trado por detectores em instantes subsequentes. Um conjunto de ondas, produzidas com frequência cons-tante, tem seu deslocamento y, em FUNÇÃO DO TEMPO, representado na Figura 1, tal como registrado por detec-tores fixos na posição x = 15 m. Para esse mesmo con-junto de ondas, os resultados das medidas de sua pro-pagação ao longo do tanque são apresentados a seguir. Esses resultados correspondem aos deslocamentos y do nível da água em relação ao nível de equilíbrio (y = 0 m), medidos no instante t = 25 s para diversos valores de x. A partir desses resultados:

a) Estime a frequência f, em Hz, com que as ondas foram produzidas.

b) Estime o comprimento de onda L, em metros, das ondas formadas.

41

5 cm

hastes

50. (Fuvest) A figura abaixo representa imagens ins-tantâneas de duas cordas flexíveis idênticas, C1 e C2, tracionadas por forças diferentes, nas quais se propa-gam ondas:

1 2 3 4 5

x (m)

C1 C2

Durante uma aula, estudantes afirmaram que as ondas nas cordas C1 e C2 têm:I. A mesma velocidade de propagação.II. O mesmo comprimento de onda.III. A mesma frequência.

Note e adote : A velocidade de propagação de uma

onda transversal em uma corda é igual a tµ

, sendo T a

tração na corda e µ, a densidade linear da corda.

Está correto apenas o que se afirma em

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

51. (Ifsul) Uma recomendação importante, nos dias de hoje, é o uso de protetor solar, como forma de proteção dos raios ultravioleta (UV) oriundos do Sol, que podem causar, dentre outros problemas, envelhecimento pre-coce e câncer de pele. Esses raios UV são

a) uma forma de radioatividade gerada pelas reações nucleares do sol.

b) ondas eletromagnéticas de frequência maior do que a da luz visível.

c) ondas eletromagnéticas de comprimento de onda maior do que o da luz visível.

d) uma radiação eletromagnética de frequência semelhante à dos raios infravermelhos.

52. (Unifesp) Cientistas descobriram que a exposição das células humanas endoteliais à radiação dos telefo-nes celulares pode afetar a rede de proteção do cére-bro. As micro-ondas emitidas pelos celulares deflagram mudanças na estrutura da proteína dessas células, per-mitindo a entrada de toxinas no cérebro.

(“Folha de S. Paulo”, 25.07.2002)

As micro-ondas geradas pelos telefones celulares são ondas de mesma natureza que

a) o som, mas de menor frequência. b) a luz, mas de menor frequência. c) o som, e de mesma frequência. d) a luz, mas de maior frequência. e) o som, mas de maior frequência.

53. (UFPE) Analise as afirmativas a seguir relativas a diferentes ondas eletromagnéticas e indique qual é a correta.

a) No vácuo, a radiação ultravioleta propaga-se com velocidade maior do que as micro-ondas.

b) No vácuo, a velocidade dos raios X é menor que a velocidade da luz azul.

c) As ondas de rádio têm frequências maiores que a luz visível.

d) Os raios X e raios ã têm frequências menores que a luz visível.

e) A frequência da radiação infravermelha é menor que a frequência da luz verde.

54. (CPS) “A TV é um veículo democrático. Ali está uma grade de programas à disposição de quem ligar o apa-relho: num casarão ou numa choupana. A TV está obri-gada a fornecer de tudo, como uma boa padaria: do pão-zinho ao brioche. Informar e entreter com responsabili-dade. E bem informar e entreter com bom nível é educar. Acima de tudo o que a TV não deve fazer é deseducar, informando errado com parcialidade e distorção”.

(Manoel Carlos, autor de telenovelas - Mulheres Apaixonadas)

Analise o quadro a seguir:

Denominação daonda eletromagnética

1023

1022

1021

1020

1019

1018

1017

1016

1015

1014

1013

1012

1011

1010

109

108

107

106

105

104

103

10–14

10–13

10–12

10–11

10–10

10–9

10–8

10–7

10–6

10–5

10–4

10–3

10–2

10–1

100

101

102

103

104

105

Freq

uênc

ia e

m H

ertz

(Hz)

Comprim

ento de onda em m

etro (m)

Raios gama

Raios cósmicos

Raios X

Ultavioleta

Infravermelho

Micro-ondas

TV, FM

Radiodifusão

Radiofrequência

A emissora de TV utiliza ondas eletromagnéticas para sua transmissão e recepção e possui uma frequên-cia de vibração. A frequência emitida das ondas da emis-sora de TV é: a) inferior à da radiodifusão e superior à das

micro-ondas. b) inferior à das micro-ondas e superior à dos

infravermelhos. c) inferior à da luz visível (faixa preta) e superior à da

radiodifusão. d) inferior à da luz visível (faixa preta) e superior à dos

raios X. e) inferior à das ultravioletas e superior à das

micro-ondas.

42

55. (Pucrs) Ondas eletromagnéticas são caracterizadas por suas frequências e seus comprimentos de onda. A alternativa que apresenta as ondas em ordem crescente de comprimento de onda é

a) raios gama - luz visível - micro-ondas. b) infravermelho - luz visível - ultravioleta. c) luz visível - infravermelho - ultravioleta. d) ondas de rádio - luz visível - raios X. e) luz visível - ultravioleta - raios gama.

56. (UFSM) NÃO é exemplo de onda eletromagnética:

a) micro-ondas. b) radiação infravermelha. c) radiação ultravioleta.

d) raios x. e) ultrassom.

57. (UFMG) O diagrama apresenta o espectro eletro-magnético com as identificações de diferentes regiões em função dos respectivos intervalos de comprimento de onda no vácuo:

107 105 103 101 10–1 10–3 10–5 10–7 10–9 10–1110–1310–15

raios x raios γondaslongas

ondasde rádio

infra-vermelho

ultra-violeta

luz visível

Comprimento da onda (m)

É correto afirmar que, no vácuo, a) os raios γ se propagam com maiores velocidades que

as ondas de rádio. b) os raios X têm menor frequência que as ondas

longas. c) todas as radiações têm a mesma frequência . d) todas as radiações têm a mesma velocidade

de propagação.

58. (UFSM) Na figura a seguir, é representado o espectro eletromagnético, nome dado ao ordenamento das ondas eletromagnéticas por frequência ou por comprimento de onda. A luz visível corresponde a uma fatia estreita desse espectro.

101

107 106 105 104 103 102 101 100 10–1 10–2 10–3 10–4 10–5 10–6 10–7 10–8 10–9 10–1010–1110–1210–1310–14

102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021 1022

γ (m)

f (Hz)

Ondas de rádioInfravermelho

Ultravioleta

Raio X

Raios gamaMicro-ondas

Luz visível

Analise, então, as afirmativas:I. Todas as ondas eletromagnéticas têm a mesma velocidade no vácuo.II. A frequência das ondas de rádio é menor que a frequência da luz visível.III. A frequência da luz conhecida como infravermelho pode provocar bronzeamento e causar o câncer de pele.

Está(ão) correta(s)

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

59. (Pucpr) A produção de alimentos, sua conservação e distribuição são, de longa data, problemas estratégicos a serem resolvidos com a máxima urgência, pois, como se sabe, o crescimento populacional é mais acelerado do que o da disponibilidade de alimentos. A simples produção de alimentos não é tudo. Se não houver meios adequados para conservá-los e distribuí-los, o problema mundial não irá somente persistir, mas será severamente agravado. Um dos processos que vem sendo utilizado com esse propósito é a irradiação de alimentos, que é aplicada para aumentar o tempo de prateleira dos alimentos e destruir os microorganismos patogênicos (causadores de doenças) e deterioran-tes (responsáveis pela decomposição dos alimentos).

Segundo a Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação (FAO), cerca de 25% de toda a pro-dução mundial de alimentos se perde pela ação de microorganismos , insetos e roedores. O processo de irradiação consiste em submeter os alimentos, já embalados ou a granel, a uma quantidade controlada de radiações ionizantes. Os principais tipos de radiações ionizantes são as radiações alfa, beta, gama, raios X e nêutrons. As radiações ioni-zantes podem ser classificadas como partículas (ex.: radiação alfa, beta e nêutrons) e como ondas eletromagnéticas de alta frequência (radiação gama e raios X). Os tipos de radiações ionizantes utilizados no tratamento de materiais se limitam aos raios X e gama de alta energia e também elétrons acelerados. A radiação gama e os raios X são seme-lhantes às ondas de rádio, às micro-ondas e aos raios de luz visível. Eles formam parte do espectro eletromagnético na faixa de curto comprimento de onda e alta energia. Os raios gama e X têm as mesmas propriedades e os mesmos efeitos sobre os materiais, sendo somente diferenciados pela sua origem.

Sobre o espectro eletromagnético, assinale a alternativa CORRETA: a) A velocidade das ondas eletromagnéticas no vácuo é de aproximadamente 3,0 × 108 m/s e a região dos raios X do

espectro corresponde a comprimentos de onda entre 10-8 e 10-13 m. Isso significa que a frequência dessa radiação está compreendida no intervalo de 10 a 10-5 Hz.

b) As ondas sonoras, os raios X, os raios gama são todos manifestações do mesmo fenômeno de radiação eletromagnética diferenciadas pelo comprimento de onda.

43

c) Quando os raios gama passam do ar para o alimento, não há alteração na velocidade de propagação dessas ondas.

d) A radiação gama, os raios X e todas as demais radiações do espectro eletromagnético não precisam de um meio material para se propagar.

e) Os raios X têm frequência diretamente proporcional ao comprimento de onda quando não há alteração nas características do meio.

60. (Unifesp) Quando adaptado à claridade, o olho humano é mais sensível a certas cores de luz do que a outras. Na figura, é apresentado um gráfico da sensibili-dade relativa do olho em função dos comprimentos de onda do espectro visível, dados em nm (1,0 nm = 10-9 m).

100

80

60

40

20

0390 440 490 540 590 640 690

Sens

ibili

dade

Rel

ativa

λ (nm)

Considerando as cores correspondentes aos interva-los de frequências a seguir

Violeta - frequência (hertz) 6,9 x 1014 a 7,5 x 1014

Azul - frequência (hertz) 5,7 x 1014 a 6,9 x 1014

Verde - frequência (hertz) 5,3 x 1014 a 5,7 x 1014

Amarelo - frequência (hertz) 5,1 x 1014 a 5,3 x 1014

Laranja - frequência (hertz) 4,8 x 1014 a 5,1 x 1014

Vermelho - frequência (hertz) 4,3 x 1014 a 4,8 x 1014

assim como o valor de 3,0 x 108 m/s para a velocidade da luz e as informações apresentadas no gráfico, pode-se afirmar que a cor à qual o olho humano é mais sen-sível é o

a) violeta. b) vermelho.

c) azul. d) verde.

e) amarelo.

61. (Pucrj) Os celulares, assim como o forno de micro-on-das e emissoras de rádio, emitem radiação eletromagné-tica. As frequências em que operam, no entanto, são dife-rentes, sendo a faixa de frequências do celular de 800 MHz a 1800 MHz. De acordo com a frequência da radiação, as reações do meio ambiente são diferentes, assim como os efeitos biológicos, havendo, por exemplo, a possibilidade de ionização de átomos. Comparando-se com o espectro ele-tromagnético mostrado a seguir, podemos afirmar que os sinais emitidos pelos celulares (c = 3 × 108 m/s):

10 1022102010181016101410121010108106104102

Forno micro-ondas, radar,estações de satélites Aquecedores

infravermelhosTipos especiais

de lâmpadasFrequência

(hertz)

Rádio FM, TV VHFRádio AMEnergiaelétrica

Rádi

o

Mic

ro-o

ndas

infr

aver

mel

ho

Luz v

isíve

lU

ltrav

iole

ta

Raio

X

Raio

s Gam

a

Radiação não ionizante Radiação ionizante

I. estão na faixa do espectro eletromagnético das radiações não ionizantes, ao contrário do raio X e dos raios gama que estão na faixa das radiações ionizantes.

II. têm comprimento de onda contido na faixa de 15cm a 40cm.

III. estão em faixa de frequência acima da faixa da luz visível.

Dentre as afirmações acima, apenas está(ão) correta(s):

a) I e III. b) I, II e III.

c) I e II. d) II e III.

e) I.

62. (UFPI) Uma onda eletromagnética de frequência igual 300 GHz (3×1011 Hz) pertence àquela parte do espec-tro eletromagnético correspondente às chamadas micro-ondas. Ondas com essa frequência têm um compri-mento de onda comparável

a) à altura de um ser humano. b) ao diâmetro da moeda de um real. c) à espessura da moeda de um real. d) ao diâmetro de um vírus. e) ao diâmetro de um átomo.

63. (Fuvest) A tabela traz os comprimentos de onda no espectro de radiação eletromagnética, na faixa da luz visível, associados ao espectro de cores mais frequente-mente percebidas pelos olhos humanos. O gráfico repre-senta a intensidade de absorção de luz pelas clorofilas a e b, os tipos mais frequentes nos vegetais terrestres.

Comprimento de onda (nm) Cor380 – 450 Violeta450 – 490 Azul490 – 520 Ciano520 – 570 Verde570 – 590 Amarelo590 – 620 Alaranjado620 – 740 Vermelho

400 500 600 700

Clorofila bClorofila a

Inte

nsid

ade

de a

bsor

ção

de lu

z

Comprimento de onda em nanômetros (nm)

Espectro de absorçãopara clorofila a e b

44

Responda às questões abaixo, com base nas informa-ções fornecidas na tabela e no gráfico.a) Em um experimento, dois vasos com plantas de

crescimento rápido e da mesma espécie foram submetidos às seguintes condições:vaso 1: exposição à luz solar;vaso 2: exposição à luz verde.A temperatura e a disponibilidade hídrica foram as

mesmas para os dois vasos. Depois de algumas semanas, verificou-se que o crescimento das plantas diferiu entre os vasos. Qual a razão dessa diferença?b) Por que as pessoas, com visão normal para cores,

enxergam como verdes, as folhas da maioria das plantas?

64. (UERJ) A luz emitida ou absorvida por um átomo, quando projetada em um anteparo, dá origem ao que se chama de espectro atômico, uma espécie de “cédula de identidade” do átomo.

A figura a seguir mostra o espectro de raias da luz emitida pelo átomo de hidrogênio:

1 1 10 10Angström A mo

= = −

vermelho violeta

X W Z Y1 cm

8 cm

Cada raia na figura corresponde a uma frequência da luz emitida. Considere que os comprimentos de onda da luz, capazes de impressionar o olho humano, variem entre 6900 e 4300 angstroms. Estes comprimentos de onda são, respectivamente, os das cores vermelha e vio-leta e estão assinalados na figura pelas linhas tracejadas X e Y. Na escala da figura, a distância entre X e Y é igual a 8 cm e a raia luminosa W encontra-se a 1 cm de X.

Sabendo-se ainda que a raia Z corresponde à luz de frequência 6,2 × 1014 Hz e que a velocidade de pro-pagação das ondas eletromagnéticas no vácuo é de 3 × 108 m/s calcule os comprimentos de onda da:a) raia Z;b) raia W.

Exercícios propostosFísicacapítulo 2

45

65. Em relação a fontes de luz:

a) Dê dois exemplos de fontes de luz primárias e secundárias.

b) O Sol, fonte de luz e calor sem a qual não haveria vida na Terra, é uma fonte pontual ou extensa? Justifi que a sua resposta.

66. Os feixes de luz podem ser cilíndricos, convergen-tes e divergentes. Dê exemplos de sistemas ópticos que gerem tais feixes.

67. (UFMG) Marília e Dirceu estão em uma praça ilumi-nada por uma única lâmpada.

Assinale a alternativa em que estão CORRETA-MENTE representados os feixes de luz que permitem a Dirceu ver Marília.a)

Marília Dirceu

b)

Marília Dirceu

c)

Marília Dirceu

d)

Marília Dirceu

68. Por que um objeto opaco faz sombra quando iluminado?

69. Quanto à velocidade de propagação da luz, é correto afi rmar que

a) em qualquer meio a luz se propaga com a mesma velocidade;

b) no vácuo a velocidade de propagação depende da cor da luz;

c) não há um valor máximo defi nido para essa velocidade, podendo ser infi nita;

d) é igual a 3 ⋅ 108 m/s no vácuo independentemente da frequência da onda luminosa;

e) é maior na água do que no ar.

70. “Ao observarmos as estrelas no céu noturno estamos observando o passado”. Explique essa afi rmação.

71. Assinale a alternativa que contém um meio transpa-rente, um opaco e um translúcido:

a) para-brisas de um carro, madeira e telha cerâmica;b) espelho, lentes de contato e granito;

c) sacola plástica de supermercado, cortina de tecido fi no (“voil”) e vidro fosco;

d) para-brisas de um carro, granito e sacola plástica de supermercado.

72. São fontes de luz primária

a) espelho, lâmpada apagada, televisor ligado.b) Terra, Sol, Lua.c) lâmpada acesa, relâmpago, palito de fósforo aceso.d) tela de um televisor ligado, palito de fósforo apagado,

carvão em brasa.e) carvão em brasa, espelho, vaga-lume aceso.

73. Explique por que durante uma queima de fogos de artifí cio é comum vermos a luz das explosões e só após alguns instantes ouvirmos o barulho.

74. (Ita) Numa certa data, a posição relativa dos corpos celestes do Sistema Solar era, para um observador fora do Sistema, a seguinte:

Vênus Mercúrio

Marte Terra

Júpiter

O sentido de rotação da Terra está indicado na fi gura. A fi gura não está em escala. Do diagrama apresentado, para um observador terrestre não muito distante do equador, pode-se afi rmar que:I. Marte e Júpiter eram visíveis à meia-noite.II. Mercúrio e Vênus eram visíveis à meia-noite.III. Marte era visível a oeste ao entardecer.IV. Júpiter era visível à meia-noite.

a) somente a IV é verdadeira b) III e IV são verdadeiras c) todas são verdadeiras d) I e IV são verdadeiras e) nada se pode afi rmar com os dados fornecidos

75. (Fuvest)

A

JLeste Oeste BE

CD

A seta curva indica o sentido derotação da Terra.

46

Um jovem, em uma praia do Nordeste, vê a Lua a Leste, próxima ao mar. Ele observa que a Lua apresenta sua metade superior iluminada, enquanto a metade inferior permanece escura. Essa mesma situação, vista do espaço, a partir de um satélite artificial da Terra, que se encontra no prolongamento do eixo que passa pelos polos, está esquematizada (parcialmente) na figura, onde J é a posição do jovem. Pode-se concluir que, nesse momento, a direção dos raios solares que se dirigem para a Terra é melhor representada por

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

76. (UCS) O camaleão é um animal que possui capaci-dade mimética: pode trocar a coloração de sua pele para reproduzir a cor da superfície com a qual está em con-tato. Do ponto de vista do comportamento de ondas ele-tromagnéticas, a pele do camaleão tem a propriedade de

a) gerar ondas com todas as frequências desejadas pelo animal.

b) mudar suas propriedades de absorção e reflexão das ondas.

c) absorver apenas os comprimentos de onda e refletir apenas as frequências.

d) absorver apenas as frequências, mas refletir os comprimentos de ondas.

e) produzir e emitir ondas com diferentes velocidades no vácuo, mas mesmo comprimento de onda e mesma frequência.

77. (Fgvrj) Sob a luz solar, Tiago é visto, por pessoas de visão normal para cores, usando uma camisa amarela, e Diana, um vestido branco. Se iluminadas exclusiva-mente por uma luz azul, as mesmas roupas de Tiago e Diana parecerão, para essas pessoas, respectivamente,

a) verde e branca. b) verde e azul. c) amarela e branca. d) preta e branca. e) preta e azul.

78. (ENEM)

Os quadrinhos mostram, por meio da projeção da sombra da árvore e do menino, a sequência de períodos do dia: matutino, meio-dia e vespertino, que é determinada a) pela posição vertical da árvore e do menino. b) pela posição do menino em relação à árvore. c) pelo movimento aparente do Sol em torno da Terra. d) pelo fuso horário específico de cada ponto da superfície da Terra. e) pela estação do ano, sendo que no inverno os dias são mais curtos que no verão.

79. (FGV) Um feixe luminoso de raios paralelos, que se propaga em um meio óptico homogêneo, incide sobre uma superfície que separa o primeiro meio de um segundo, passando a se propagar neste.

Substituindo-se o segundo meio óptico por um vidro fosco e translúcido, e admitindo que os raios de luz nele penetrem, estes perdem o paralelismo, podendo-se dizer que nessa situação ocorreu uma a) reflexão difusa. b) reflexão regular. c) refração difusa. d) refração regular. e) absorção difusa.

80. (FGV) O professor pede aos grupos de estudo que apresentem à classe suas principais conclusões sobre os fun-damentos para o desenvolvimento do estudo da Óptica Geométrica.

GRUPO I - Os feixes de luz podem apresentar-se em raios paralelos, convergentes ou divergentes.GRUPO II - Os fenômenos de reflexão, refração e absorção ocorrem isoladamente e nunca

simultaneamente.GRUPO III - Enquanto num corpo pintado de preto fosco predomina a absorção, em um corpo pintado de branco

predomina a difusão.GRUPO IV - Os raios luminosos se propagam em linha reta nos meios homogêneos e transparentes.

São corretas as conclusões dos grupos

a) I e III, apenas. b) II e IV, apenas.

c) I, III e IV, apenas. d) II, III e IV, apenas.

e) I, II, III e IV.

47

81. (UFRRJ) Nuvem negra

A astúcia faz com que os polvos não percam tempo diante de um inimigo. Apesar de serem surdos, como todos os membros da família cefalópode, eles enxergam com impressionante nitidez. Seus olhos possuem 50 000 receptores de luz por milímetro quadrado, o que lhes dá uma visão melhor do que a humana.

Os adversários também são reconhecidos pelo olfato. As pontas dos oito tentáculos funcionam como narizes, com células especializadas em captar odores. Provavel-mente, o bicho percebe pelo cheiro que o outro animal está liberando hormônios relacionados ao comporta-mento agressivo. Ou seja, pretende atacá-lo. Então lança uma tinta escura e viscosa para despistar o agressor. E escapa numa velocidade impressionante para um ani-mal aquático.

“SUPER INTERESSANTE”. Ano 10, n. 2. fevereiro 1996. p. 62.

Esse procedimento usado pelos polvos tem por obje-tivo dificultar a visão de seus inimigos. No entanto esse recurso das cores pode ser usado também com a finali-dade de comunicação. Para haver essa comunicação, é necessário, porém, que ocorra o fenômeno físico da

a) refração da luz. b) absorção da luz. c) reflexão da luz.

d) indução da luz. e) dispersão da luz.

82. (CPS) Os versos a seguir lembram uma época em que a cidade de São Paulo tinha iluminação a gás:

“Lampião de gás!Lampião de gás!Quanta saudadeVocê me traz.

Da sua luzinha verde azuladaQue iluminava a minha janelaDo almofadinha, lá na calçadaPalheta branca, calça apertada”

(Zica Bergami)

Quando uma “luzinha cor verde azulada” incide sobre um cartão vermelho, a cor da luz absorvida é: a) verde e a refletida é azul b) azul e a refletida é verde c) verde e a refletida é vermelha d) verde azulada e nenhuma é refletida e) azul e a refletida é vermelha

83. (UFRN) Ana Maria, modelo profissional, costuma fazer ensaios fotográficos e participar de desfiles de moda. Em trabalho recente, ela usou um vestido que apresentava cor vermelha quando iluminado pela luz do sol.

Ana Maria irá desfilar novamente usando o mesmo vestido. Sabendo-se que a passarela onde Ana Maria vai desfilar será iluminada agora com luz monocromática verde, podemos afirmar que o público perceberá seu ves-tido como sendo a) verde, pois é a cor que incidiu sobre o vestido. b) preto, porque o vestido só reflete a cor vermelha. c) de cor entre vermelha e verde devido à mistura das

cores. d) vermelho, pois a cor do vestido independe da

radiação incidente.

84. (UFV) Em uma situação, ilustrada na figura 1, uma lâm-pada e um observador têm, entre si, uma lâmina de vidro colorida. Em outra situação, ilustrada na figura 2, ambos, a lâmpada e o observador, encontram-se à frente de uma lâmina de plástico colorida, lisa e opaca. Mesmo sendo a lâmpada emissora de luz branca, em ambas as situações o observador enxerga as lâminas como sendo de cor verde.

lâmpadavidro

observador

Figura 1

lâmpada

plástico observador

Figura 2

Pode-se, então, afirmar que, predominantemente: a) o vidro reflete a luz de cor verde, absorvendo as

outras cores, e o plástico transmite a luz de cor verde, absorvendo as outras cores.

b) o vidro absorve a luz de cor verde, transmitindo as outras cores, e o plástico absorve a luz de cor verde, refletindo as outras cores.

c) o vidro transmite a luz de cor verde, absorvendo as outras cores, e o plástico absorve a luz de cor verde, refletindo as outras cores.

d) o vidro transmite a luz de cor verde, absorvendo as outras cores, e o plástico reflete a luz de cor verde, absorvendo as outras cores.

e) o vidro absorve a luz de cor verde, transmitindo as outras cores, e o plástico reflete a luz de cor verde, absorvendo as outras cores.

85. (Puccamp 2000) O texto a seguir tem quatro expres-sões maiúsculas que se referem ao fenômeno de reflexão da luz ou ao fenômeno de refração da luz.

“Estamos numa manhã ensolarada. A LUZ DO SOL ATRAVESSA A ÁGUA DA PISCINA, (1) ILUMINANDO O FUNDO (2) que parece estar mais acima. Na sala, a luz do sol, que PASSA PELA VIDRAÇA, (3) é ESPALHADA PELAS PAREDES BRANCAS, (4) tornando a sala ainda mais clara.

A reflexão da luz é o fenômeno principal correspon-dente às expressões a) 1 e 2 b) 1 e 3 c) 2 e 3 d) 2 e 4 e) 3 e 4

86. (Unesp) Muitas vezes, ao examinar uma vitrina, é possível observar não só os objetos que se encontram em exposição atrás do vidro, como também a imagem de si próprio formada pelo vidro, A formação dessa imagem pode ser explicada pela.

a) reflexão parcial da luz. b) reflexão total da luz. c) refração da luz.

d) transmissão da luz. e) difração da luz.

48

87. (UEL) Com uma escumadeira de cozinha foi produ-zida esta curiosa imagem em uma camiseta, retratando um dos interessantes fenômenos cotidianos interpreta-dos pela Física: a sombra.

Assinale a alternativa que indica o fenômeno que tem a mesma explicação científica da figura. a) Refração da luz. b) Reflexão espetacular. c) Absorção.

d) Miragem. e) Eclipse.

88. (Unesp) Um professor de física propôs aos seus alu-nos que idealizassem uma experiência relativa ao fenô-meno luminoso. Pediu para que eles se imaginassem numa sala completamente escura, sem qualquer mate-rial em suspensão no ar e cujas paredes foram pintadas com uma tinta preta ideal, capaz de absorver toda a luz que incidisse sobre ela. Em uma das paredes da sala, os alunos deveriam imaginar uma fonte de luz emitindo um único raio de luz branca que incidisse obliquamente em um extenso espelho plano ideal, capaz de refletir toda a luz nele incidente, fixado na parede oposta àquela na qual o estudante estaria encostado (observe a figura).

espelho

olho do estudante

raio de luz

fonte de luz

Se tal experiência pudesse ser realizada nas condi-ções ideais propostas pelo professor, o estudante dentro da sala a) enxergaria somente o raio de luz. b) enxergaria somente a fonte de luz. c) não enxergaria nem o espelho, nem o raio de luz. d) enxergaria somente o espelho em toda sua extensão. e) enxergaria o espelho em toda sua extensão e

também o raio de luz.

89. (UTFPR) Quando passamos a luz (branca) de uma lanterna por um prisma de vidro transparente, fazendo com que a luz branca seja decomposta nas cores do arco-íris, chamamos este fenômeno de:

a) difração. b) reflexão.

c) refração. d) dispersão.

e) convecção.

90. (UFMG) Nas figuras I, II e III, estão representados fenômenos físicos que podem ocorrer quando um feixe de luz incide na superfície de separação entre dois meios de índices de refração diferentes. Em cada uma delas, estão mostradas as trajetórias desse feixe.

meio 1meio 2

I

meio 1meio 2

II

meio 1meio 2

III

meio 1meio 2

I

meio 1meio 2

II

meio 1meio 2

III

Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que ocorre mudança no módulo da velocidade do feixe de luz apenas no(s) fenômeno(s) físico(s) repre-sentado(s) em

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

91. (UFC) Considere uma lâmina de vidro, semitrans-parente, que transmite 80% da luz que incide perpen-dicularmente sobre ela. Calcule a percentagem de luz transmitida através de uma pilha de três dessas lâminas, em sequência.

92. (Unifesp) O gráfico da figura 1 representa a inten-sidade da radiação transmitida ou refratada (curva T) e a intensidade da radiação refletida (R) em função do ângulo de incidência da luz numa superfície plana de vidro transparente. A figura 2 mostra três direções pos-síveis - I, II e III - pelas quais o observador O olha para a vitrina plana de vidro transparente, V.

30 60 90

50%

100%intensidade de radiação

ângulo de incidência0

T

R

Figura 1

III

III

v

Figura 2

49

Comparando as duas figuras, pode-se concluir que esse observador vê melhor o que está dentro da vitrina quando olha na direção a) I e vê melhor o que a vitrina reflete quando olha na

direção II. b) I e vê melhor o que a vitrina reflete quando olha na

direção III. c) II e vê melhor o que a vitrina reflete quando olha na

direção I. d) II e vê melhor o que a vitrina reflete quando olha na

direção III. e) III e vê melhor o que a vitrina reflete quando olha na

direção I.

93. (ENEM) O processo de interpretação de imagens cap-turadas por sensores instalados a bordo de satélites que imageiam determinadas faixas ou bandas do espectro de radiação eletromagnética (REM) baseia-se na interação dessa radiação com os objetos presentes sobre a superfície terrestre. Uma das formas de avaliar essa interação é por meio da quantidade de energia é por meio da quantidade de energia refletida pelos objetos. A relação entre a refle-tância de um dado objeto e o comprimento de onda da REM é conhecida como curva de comportamento espec-tral ou assinatura espectral do objeto, como mostrado na figura, para objetos comuns na superfície terrestre.

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

10

20

30

40

50

visível infravermelho

grama

concreto

soloarenoso

asfaltoágua

% re

fletâ

ncia

comprimento de onda (µm)

0,4

D’ARCO, E. Radiometria e Comportamento Espec-tral de Alvos. INPE. Disponível em: http://www.

agro.unitau.br. Acesso em: 3 maio 2009.

De acordo com as curvas de assinatura espectral apresentadas na figura, para que se obtenha a melhor discriminação dos alvos mostrados, convém selecionar a banda correspondente a que comprimento de onda em micrômetros (µm) ? a) 0,4 a 0,5. b) 0,5 a 0,6.

c) 0,6 a 0,7. d) 0,7 a 0,8.

e) 0,8 a 0,9.

94. (UFSC) Na imagem a seguir, observa-se o novo sis-tema de iluminação das pontes Gov. Colombo Machado Salles e Gov. Pedro Ivo Campos, que dão acesso à Ilha de Santa Catarina.

Disponível em: http://www.sqeluz.com.br/floriano-polis/56-pontes-de-florianopolis-recebem-ilumina-

cao-com-leds.html>. Acesso em: 22 ago. 2013.

Foram investidos um milhão e seiscentos mil reais para a instalação de 210 luminárias LED (Diodo Emis-sor de Luz), com potência unitária de 130 W, em postes decorativos em forma de arco, que substituíram o antigo sistema de lâmpadas vapor de sódio. Na tabela abaixo, alguns dados sobre o sistema de iluminação com lâmpa-das LED são apresentados. (O valor de 1 kWh é R$ 0,30)

Temperatura de cor (temperatura em que a cor da luz emitida por um corpo negro aquecido é igual à cor da luz emitida por uma lâmpada)

4000 K(luz branca

neutra)

Índice de reprodução de cores (IRC) (o IRC é estabelecido entre 0 e 100, comparando-se a propriedade de reprodução de cor da lâmpada à luz natural (do sol), cujo IRC é 100; por-tanto, quanto maior for a diferença na aparência de cor do objeto iluminado em relação ao padrão, menor é seu IRC)

Maior que 70

Redução no consumo de energia elétrica 50%

Vida útil das lâmpadas Maior que 10 anos

Assinale a(s) proposição (ões) CORRETA(S). 01) Lâmpadas incandescentes possuem temperatura de

cor menor que 4000 K. 02) Um objeto possui cor definida, independentemente

da luz que incida sobre ele. 04) Uma lâmpada LED possui potência de 130 W e

outra, incandescente, possui potência de 200 W. Esta informação permite afirmar que o IRC da lâmpada incandescente é maior que o da lâmpada LED.

08) As lâmpadas incandescentes tradicionais possuem alta eficiência, pois convertem cerca de 90% da energia elétrica em energia luminosa.

16) O processo de emissão de luz em uma lâmpada fluorescente é explicado pela teoria de Planck para radiação do corpo negro.

32) Considerando que a única vantagem do sistema de iluminação LED seja a redução do consumo de energia, o valor investido será recuperado em mais de 20 anos.

50

95. (Ime) Um feixe de luz de intensidade I incide per-pendicularmente em uma lâmina de vidro de espessura constante. A intensidade da onda transmitida do ar para o vidro e vice-versa é reduzida por um fator q (0<q<1). Ao chegar a cada interface de separação entre o ar e o vidro, a onda se divide em refletida e transmitida. A intensi-dade total da luz que atravessa o vidro, após sucessivas reflexões internas no vidro, é dada por:

Od

Lua

Sol

a) Para que o eclipse seja anelar, isto é, para que a Lua impeça a visão dos raios emitidos por uma parte central do Sol, mas permita a visão da luz emitida pelo restante do Sol, a Lua deve estar mais próxima ou mais afastada do observador do que na situação da figura? Justifique sua resposta com palavras ou com um desenho.

b) Sabendo que o raio do Sol é 0,70 x 106 km, o da Lua, 1,75 x 103 km, e que a distância entre o centro do Sol e o observador na Terra é de 150 x 106 km, calcule a distância d entre o observador e o centro da Lua para a qual ocorre o eclipse total indicado na figura.

100. (UEL) Posicione-se de frente para a Lua. Em seguida, coloque um lápis em frente a seu olho, a uma distância suficiente para que o diâmetro do lápis bloqueie total-mente a imagem da Lua. Considere que o diâmetro do lápis é igual a 7 mm, que a distância do olho até o lápis é de 75 cm e que a distância da Terra à Lua é de

Utilizando somente estes dados, pode-se estimar que: a) O brilho da Lua corresponde ao brilho de uma

estrela de 1ª magnitude. b) O perímetro da Lua mede aproximadamente 21000 km. c) A órbita da Lua é circular. d) O diâmetro da Lua é de aproximadamente 3500 km. e) A Terra não possui a forma esférica, mas apresenta

achatamento nos polos.

101. (FGV) O vendedor de churros havia escolhido um local muito próximo a um poste de iluminação. Pendu-rado no interior do carrinho, um lampião aceso melho-rava as condições de iluminação.

Admitindo que o centro de todos os elementos da figura, exceto as finas colunas que suportam o telhado do carrinho, estão no mesmo plano vertical, conside-rando apenas as luzes emitidas diretamente do poste e do lampião e, tratando-os como os extremos de uma única fonte extensa de luz, a base do poste, a lixeira e o banquinho, nessa ordem, estariam inseridos em regiões classificáveis como a) luz, sombra e sombra. b) luz, penumbra e sombra. c) luz, penumbra e penumbra. d) penumbra, sombra e sombra. e) penumbra, penumbra e penumbra.

a) q2I

b) qIq2 2−

c) 21qIq+

d) qIq2−

e) 12

1q q I+( )

96. (UFRGS) Uma câmera fotográfica caseira pode ser construída a partir de uma caixa escura, com um minús-culo orifício (O, na figura) em um dos lados, e uma folha de papel fotográfico no lado interno oposto ao orifí-cio. A imagem de um objeto é formada, segundo o dia-grama abaixo.

O

Objeto

Imagem

O fenômeno ilustrado ocorre porque a) a luz apresenta ângulos de incidência e de reflexão

iguais. b) a direção da luz é variada quando passa através de

uma pequena abertura. c) a luz produz uma imagem virtual. d) a luz viaja em linha reta. e) a luz contorna obstáculos.

97. (CFTMG) A formação de sombra de objetos ilumina-dos é uma situação observável e comum em nosso coti-diano. Esse fato explica-se porque a luz

a) brilha intensamente. b) reflete difusamente. c) desloca em trajetória retilínea. d) propaga com velocidade constante.

98. (Ufpa) Em 29 de maio de 1919, em Sobral (CE), a teo-ria da relatividade de Einstein foi testada medindo-se o desvio que a luz das estrelas sofre ao passar perto do Sol. Essa medição foi possível porque naquele dia, naquele local, foi visível um eclipse total do Sol. Assim que o disco lunar ocultou completamente o Sol foi possível observar a posição aparente das estrelas. Sabendo-se que o diâ-metro do Sol é 400 vezes maior do que o da Lua e que durante o eclipse total de 1919 o centro do Sol estava a 151 600 000 km de Sobral, é correto afirmar que a distância do centro da Lua até Sobral era de

a) no máximo 379 000 km b) no máximo 279 000 km c) no mínimo 379 000 km

d) no mínimo 479 000 km e) exatamente 379 000 km

99. (UFRJ) A figura a seguir (evidentemente fora de escala) mostra o ponto O em que está o olho de um observador da Terra olhando um eclipse solar total, isto é, aquele no qual a Lua impede toda luz do Sol de chegar ao observador.

51

102. (cftsc) Leia a história em quadrinhos a seguir:

É muitoimportante sabero que trazer parauma caminhada.

Comida e água,lógico, são sempreuma necessidade...

Talvez uma bússola...

Saber o que deixarpara trás também

pode serimportante.

Estou dizendo, Conrad,que não era necessário

ter trazido umrelógio de sol!

É muitoimportante sabero que trazer parauma caminhada.

Comida e água,lógico, são sempreuma necessidade...

Talvez uma bússola...

Saber o que deixarpara trás também

pode serimportante.

Estou dizendo, Conrad,que não era necessário

ter trazido umrelógio de sol!

Fonte: SCHULZ, Charles M. Snoopy e Sua Turma. Porto Alegre: L&PM, 2008, p.72.

Um objeto, como um relógio de sol, ao amanhecer de Florianópolis, tende a projetar sua sombra para: a) o sul, pois o Sol “nasce” em uma posição a norte. b) o leste, pois o Sol “nasce” em uma posição a oeste. c) o oeste, pois o Sol “nasce” em uma posição a leste. d) o norte, pois o Sol “nasce” em uma posição a sul. e) o norte no inverno e para o sul no verão, pela

influência da rotação da Terra na posição que o Sol ocupa durante o ano.

103. (Puccamp) Uma pessoa se coloca na frente de uma câmara escura, a 2 m do orifício dessa câmara e a sua imagem que se forma no fundo da mesma tem 6 cm de altura. Para que ela tenha 4 cm de altura, essa pessoa, em relação à câmara, deve

a) afastar-se 1 m. b) afastar-se 2 m. c) afastar-se 3 m.

d) aproximar-se 1 m. e) aproximar-se 2 m.

104. (CFTMG) Esta questão refere-se ao texto e à figura que se seguem.

“O eclipse total do Sol, ocorrido em 22 de julho de 2009, pôde ser visto da Índia, Nepal, Butão, centro da China e em várias ilhas do Pacífico. Um eclipse parcial também foi visto no Sudeste asiático e em parte da Oceania; tra-tou-se da penumbra da Lua. Esse foi e será o eclipse total mais longo, com duração máxima da fase de totalidade de 6 minutos e 43 segundos, acontecido no século XXI.”

Disponível em: http.\\www.pt.wikipédia.org>. Acesso em 6 set. 2009. (adaptado)

Penumbra

Lua

Sombra

TerraSol

Durante um eclipse solar, um observador situado na (o) .................... vê .................... .

A alternativa que completa, corretamente, as lacuna é a) cone de penumbra, um eclipse total. b) cone de sombra, um eclipse parcial. c) região plenamente iluminada da Terra, o Sol. d) região de sombra própria da Terra, um eclipse total.

105. (cps) Um menino de 1,5 m de altura produz uma sombra de 50 cm. No mesmo instante, um prédio pró-ximo ao menino produz uma sombra de 20 m. A altura do prédio, em metros, é

a) 20. b) 30. c) 50. d) 60. e) 80.

106. (UFO) Ao olhar para um objeto (que não é uma fonte luminosa), em um ambiente iluminado pela luz branca, e constatar que ele apresenta a cor amarela, é correto afirmar que:

a) O objeto absorve a radiação cujo comprimento de onda corresponde ao amarelo.

b) O objeto refrata a radiação cujo comprimento de onda corresponde ao amarelo.

c) O objeto difrata a radiação cujo comprimento de onda corresponde ao amarelo.

d) O objeto reflete a radiação cujo comprimento de onda corresponde ao amarelo.

107. (UFTM) Para medir distâncias utilizando-se das propriedades geométricas da luz, um estudante provi-dencia uma caixa cúbica, de aresta 16 cm. Após pintar o interior com tinta preta, faz um orifício no centro de uma das faces e substitui a face oposta ao orifício por uma folha de papel vegetal. Feito isso, aponta o orifício para uma porta iluminada, obtendo dela uma imagem nítida, invertida e reduzida, projetada sobre a folha de papel vegetal. Sabendo-se que a altura da imagem obser-vada da porta é 14 cm e que a altura da porta é 2,15 m, con-clui-se que a distância aproximada, em metros, entre o orifício da caixa e a porta é:

a) 0,9. b) 1,8. c) 2,5. d) 3,5. e) 4,8.

108. (UFRRJ) Na figura a seguir, F é uma fonte de luz extensa e A um anteparo opaco.

A

F

I II III

Pode-se afirmar que I, II e III são, respectivamente, regiões de a) sombra, sombra e penumbra. b) sombra, sombra e sombra. c) penumbra, sombra e penumbra. d) sombra, penumbra e sombra. e) penumbra, penumbra e sombra.

52

109. (FGV) Com a finali-dade de produzir ilumina-ção indireta, uma luminária de parede possui, diante da lâmpada, uma capa opaca em forma de meio cano.

Nota: Na figura está representada a posição da lâmpada, escondida pela capa opaca da luminária.

No teto, a partir da parede onde está montada a luminária, sabendo que esta é a única fonte luminosa do ambiente e que a parede sobre a qual está afixada essa luminária foi pintada com uma tinta pouco refle-tora, o padrão de iluminação projetado sobre esse teto é

semelhante ao desenhado em

a) teto sombrapenumbra

luz

parede

b) teto

sombrapenumbra

luz

parede

c) teto sombra

luz

parede

d) teto sombra

penumbra

parede

e) teto sombra

luz

parede

110. (UEMG) Em uma aula sobre Gravitação, o professor de Física resolveu escrever um poema e mostrá-lo a seus alunos:

O Sol e a Lua num balé em torno da Terra. Ora a Lua está entre o Sol e a Terra. Ora a Terra está entre o Sol e a Lua.

Os dois últimos versos desse poema referem-se, respectivamente, a) à lua crescente e à lua minguante. b) à lua cheia e à lua nova. c) à lua nova e à lua cheia. d) a uma situação irreal.

111. (Unesp) A figura 1 mostra um quadro de Georges Seurat, grande expressão do pontilhismo.

Figura 1(Tarde de Domingo na Ilha Grande Jatte, 1884.)

De forma grosseira podemos dizer que a pintura con-siste de uma enorme quantidade de pontos de cores puras, bem próximos uns dos outros, tal que a composi-ção adequada dos pontos causa a sensação de vibração e efeitos de luz e sombra impressionantes.

Alguns pontos individuais podem ser notados se che-garmos próximo ao quadro. Isso ocorre porque a reso-lução angular do olho humano é θmin ,≅ ⋅ −3 3 10 4 rad . A figura 2 indica a configuração geométrica para que uma pessoa perceba a separação d entre dois pontos vizinhos à distância L ≅ 30 cm do quadro.

d θmín

L

Figura 2

Considerando que para ângulos θ < 0,17 rad é válida a aproximação tg θ ≅ θ , a distância d aproximada entre esses dois pontos, representados na figura 2, é, em milíme-tros, igual a a) 0,1. b) 0,2. c) 0,5. d) 0,7. e) 0,9.

112. (Uerj) Uma partida de futebol, jogada com uma bola de 30 cm de diâmetro, é observada por um torcedor.

A distância da íris à retina deste torcedor é aproxi-madamente igual a 2 cm.

O tamanho da imagem da bola, em microns, que se forma na retina do torcedor, quando a bola está a 150 m de distância, vale, aproximadamente: a) 1 b) 40 c) 300 d) 800

113. (UFF) Para determinar a que altura H uma fonte de luz pontual está do chão, plano e horizontal, foi reali-zada a seguinte experiência. Colocou-se um lápis de 0,10 m, perpendicularmente sobre o chão, em duas posições distintas: primeiro em P e depois em Q. A posição P está, exatamente, na vertical que passa pela fonte e, nesta posição, não há formação de sombra do lápis, conforme ilustra esquematicamente a figura.

P Q

H

Na posição Q, a sombra do lápis tem comprimento 49 (quarenta e nove) vezes menor que a distância entre P e Q.

A altura H é, aproximadamente, igual a:

a) 0,49 m b) 1,0 m

c) 1,5 m d) 3,0 m

e) 5,0 m

Teto

Capaopaca

53

a) Por causa da variabilidade das distâncias entre a Terra e a Lua e entre a Terra e o Sol, o tamanho da região onde um eclipse total do Sol é visível não é sempre o mesmo, podendo, inclusive, reduzir-se a um único ponto da superfície terrestre. Use essa informação para fazer uma estimativa do raio do Sol.Dados: A distância da Terra à Lua é, aproximada-

mente, 3,8 × 105 km e a distância da Terra ao Sol é, aproxi-madamente, 1,5 × 108 km. O raio da Lua é 1,7 × 103 km.b) Um cidadão tem 1,8 m de altura e se encontra de pé,

à beira d’água, em uma praia oceânica, admirando o horizonte. Estime a distância entre o cidadão e seu horizonte visual, sabendo que o raio da Terra é 6,4 × 106 m.

116. (Fuvest) Uma determinada montagem óptica é com-posta por um anteparo, uma máscara com furo triangu-lar e três lâmpadas, L1, L2 e L3, conforme a figura a seguir. L1 e L3 são pequenas lâmpadas de lanterna e L2, uma lâmpada com filamento extenso e linear, mas pequena nas outras dimensões. No esquema, apresenta-se a ima-gem projetada no anteparo com apenas L1 acesa.

Máscara

Anteparo

L1

L2L3 Esquema da montagem óptica

O esboço que melhor representa o anteparo ilumi-nado pelas três lâmpadas acesas é

a) b)

c) d)

e)

114. (UNB) Eratóstenes, um antigo sábio que traba-lhou no museu de Alexandria, há mais de dois mil anos, criou um famoso método para medir a circunferência da Terra. Conta-se que ele estava lendo um pergaminho que continha histórias de viajantes e deteve-se em uma passagem em que era narrado o fato, aparentemente banal, de que “ao meio-dia do dia mais longo do ano”, na cidade de Siena, próxima a Alexandria, o Sol estava a pino sobre um poço de água, e obeliscos não projetavam nenhuma sombra. O fato intrigou-o porque, no mesmo dia e no mesmo horário, na cidade de Alexandria, o Sol não estava exatamente a pino, como em Siena. Consi-derando que, devido a grande distância entre o Sol e a Terra, os raios luminosos provenientes do Sol que che-gam à superfície terrestre são praticamente paralelos, ele concluiu, então, que a Terra não poderia ser plana e elaborou um método para medir o perímetro da sua cir-cunferência. O método baseava-se em medir o ângulo α, formado entre uma torre vertical e a linha que une a extremidade da sombra projetada por essa torre no solo e o topo da torre, além de medir a distância entre Siena e Alexandria, conforme ilustra a figura a seguir.

α

α

raiossolares

poço deágua

Siena Alexandria

O

Com base nessas informações, julgue os itens que se seguem. )( (1) Se a Terra fosse plana, a sombra de uma torre ver-

tical teria, em um mesmo horário, o mesmo tama-nho em qualquer parte da Terra.

)( (2) Se a Terra fosse plana e o Sol estivesse suficien-temente próximo dela, de modo que seus raios de luz não pudessem ser considerados paralelos, então poderiam ser observadas diferentes configurações das sombras de torres idênticas localizadas em Siena e em Alexandria.

)( (3) Um forte indício de que a Terra é arredondada poderia ser percebido durante um eclipse lunar, observando-se a sombra da Terra na superfície da Lua.

)( (4) Considerando que a distância entre Siena e Ale-xandria seja de 450 km, que o ângulo á seja igual a 4° e que a Terra seja uma esfera, o perímetro da circun-ferência de maior raio que passa pelas duas cidades será superior a 40.000 km.

115. (UFF) Vários fenômenos físicos podem ser explica-dos pela propagação retilínea da luz em meios homogê-neos. Essa hipótese é conhecida como o modelo do raio luminoso da óptica geométrica. Nos casos em que esse modelo é aplicável, a resolução de problemas físicos se reduz a aplicações elementares de geometria. Essa pri-meira questão trata de duas situações nas quais a óptica geométrica nos ajuda a determinar distâncias e tama-nhos de objetos.

54

117. (Ita) Uma fonte luminosa uniforme no vértice de um cone reto tem iluminamento energético (fluxo ener-gético por unidade de área) HA na área A da base desse cone. O iluminamento incidente numa seção desse cone que forma ângulo de 30° com a sua base, e de projeção vertical S sobre esta, é igual a

a) AHS

A b) SHA

A c) AH

SA

2d)

32AHS

A e) 2

34AH

S

118. Analise as afirmações abaixo:

I. Imagens virtuais não podem ser observadas pelo olho humano;

II. Corpos reais não podem ser considerados objetos impróprios;

III. Imagens reais podem ser projetadas em um anteparo.

Estão corretas:

a) I apenasb) II apenas

c) III apenasd) I e II

e) II e III

119. (Fatec) Um sistema óptico SO trabalha um feixe de raios paralelos ao eixo óptico (EO) e provenientes de um objeto distante, de modo a focalizar esse feixe em um ponto B, segundo o desenho a seguir

SO

EOB

Afirma-se que:I. O sistema SO é composto de elementos ópticos

baseados na reflexão da luz.II. O sistema SO apresenta uma convergência positiva.III. O ponto B é identificado como o foco-imagem

de SO.IV. O sistema SO gera uma imagem virtual do

objeto distante.

Analisando as afirmações anteriores, concluímos que a) todas estão corretas. b) todas estão incorretas. c) apenas I é correta. d) apenas a II e a III são corretas. e) apenas a III e a IV são corretas.

120. (Cesgranrio) O esquema a seguir mostra a trajetória de dois raios luminosos no interior de um microscópio.

A

C

B

Ocular (L2)

Objetiva (L1)

Nesse esquema, os pontos A, B e C podem ser classifica-dos como OBJETO ou IMAGEM (REAL OU VIRTUAL) em relação à lente objetiva (L1) ou à lente ocular (L2). Assinale a opção que apresenta a classificação correta:

a) A é Objeto Virtual em relação a L1. b) B é Imagem Virtual em relação a L1. c) B é Objeto Real em relação a L1. d) C é Imagem Virtual em relação a L2. e) C é Objeto Real em relação a L2.

121. (UFSC) Leia com atenção os versos a seguir, de “Chão de Estrelas”, a mais importante criação poética de Orestes Barbosa que, com Sílvio Caldas, compôs uma das mais belas obras da música popular brasileira:

A porta do barraco era sem trincoMas a Lua, furando o nosso zinco,Salpicava de estrelas nosso chão ...Tu pisavas nos astros distraídaSem saber que a ventura desta vidaÉ a cabrocha, o luar e o violão ...

O cenário imaginado, descrito poeticamente, indica que o barraco era coberto de folhas de zinco, apresen-tando furos e, assim, a luz da Lua atingia o chão do bar-raco, projetando pontos ou pequenas porções iluminadas - as “estrelas” que a Lua “salpicava” no chão.

Considerando o cenário descrito pelos versos, assi-nale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) que apresenta(m) explicação(ões) física(s) possível(is) para o fenômeno. 01) A Lua poderia ser, ao mesmo tempo, fonte luminosa

e objeto cuja imagem seria projetada no chão do barraco.

02) O barraco, com o seu telhado de zinco furado, se estivesse na penumbra, ou completamente no escuro, poderia comportar-se como uma câmara escura múltipla, e através de cada furo produzir-se-ia uma imagem da Lua no chão.

04) A propagação retilínea da luz não explica as imagens luminosas no chão - porque elas somente ocorreriam em consequência da difração da luz.

08) Os furos da cobertura de zinco deveriam ser muito grandes, permitindo que a luz da Lua iluminasse todo o chão do barraco.

16) Quanto menor fosse a largura dos furos no telhado, menor seria a difração da luz e maior a nitidez das imagens luminosas no chão do barraco.

32) Para que as imagens da Lua no chão fossem visíveis, o barraco deveria ser bem iluminado - com lâmpadas, necessariamente.

122. (UFF) O telescópio refletor Hubble foi colocado em órbita terrestre de modo que, livre das distorções provo-cadas pela atmosfera, tem obtido imagens espetaculares do universo.

O Hubble é constituído por dois espelhos esféricos, conforme mostra a figura a seguir. O espelho primário é côncavo e coleta os raios luminosos oriundos de objetos muito distantes, refletindo-os em direção a um espelho secundário, convexo, bem menor que o primeiro. O espe-lho secundário, então, reflete a luz na direção do espelho principal, de modo que esta, passando por um orifício em seu centro, é focalizada em uma pequena região onde se encontram os detectores de imagem.

55

Planofocal

Detectorde

imagem

Espelhoprimário

Espelho secundário

Luz

Com respeito a este sistema óptico, pode-se afirmar que a imagem que seria formada pelo espelho primário é: a) virtual e funciona como objeto virtual para o espelho

secundário, já que a imagem final tem que ser virtual; b) real e funciona como objeto real para o espelho

secundário, já que a imagem final tem que ser virtual; c) virtual e funciona como objeto virtual para o espelho

secundário, já que a imagem final tem que ser real; d) real e funciona como objeto virtual para o espelho

secundário, já que a imagem final tem que ser real; e) real e funciona como objeto real para o espelho

secundário, já que a imagem final tem que ser real.

123. Considere um sistema óptico que, a partir de um ponto objeto real, forneça um ponto imagem vir-tual. A respeito dos referidos pontos, analise as afirma-ções abaixo:

)( caso o sistema óptico seja refletor ambos estão loca-lizados do mesmo lado em relação a esse sistema;

)( caso o sistema óptico seja refrator ambos estão loca-lizados do mesmo lado em relação a esse sistema;

)( caso o sistema óptico seja refletor eles estão locali-zados em lados opostos em relação a esse sistema;

)( caso o sistema óptico seja refrator eles estão locali-zados em lados opostos em relação a esse sistema;

124. Considere um sistema óptico que, a partir de um ponto objeto real, forneça um ponto imagem real. A res-peito dos referidos pontos, analise as afirmações abaixo:

)( caso o sistema óptico seja refletor ambos estão loca-lizados do mesmo lado em relação a esse sistema;

)( caso o sistema óptico seja refrator ambos estão loca-lizados do mesmo lado em relação a esse sistema;

)( caso o sistema óptico seja refletor eles estão locali-zados em lados opostos em relação a esse sistema;

)( caso o sistema óptico seja refrator eles estão locali-zados em lados opostos em relação a esse sistema;

125. (Uepg) A ótica geométrica estuda os fenômenos luminosos sob um ponto de vista puramente geomé-trico, ou seja, ela não considera a natureza física da luz. Sobre a ótica geométrica, assinale o que for correto.

01) Um raio luminoso não tem existência física real. É um conceito puramente geométrico.

02) Sempre que um feixe convergente é interceptado por um sistema ótico, o ponto objeto, para esse sistema, é virtual.

04) Um meio anisotrópico é aquele no qual a luz se propaga com a mesma velocidade em todas as direções e sentidos.

08) A trajetória de um raio luminoso sofre alteração quando são permutadas as posições da fonte e do observador.

16) Quando ocorre a reflexão da luz, o raio incidente, o raio refletido e a normal ao ponto de incidência são perpendiculares entre si.

56

GabaritoCapítulo 1 1. Onda é uma perturbação em um meio material ou em um campo elétrico, que se propaga transpor-tando energia.2. Ondas mecânicas são originadas por perturbações em um meio mate-rial, enquanto as ondas eletromag-néticas são originadas por perturba-ções em um campo elétrico. O som e as ondas que se propagam em uma corda são exemplos de ondas mecâ-nicas; a luz e as ondas de rádio são exemplos de ondas eletromagnéticas.3. Porque ondas mecânicas propa-gam-se apenas em meios materiais, não no vácuo. As únicas ondas capa-zes de atravessar o espaço sideral são as eletromagnéticas, que podem se propagar no vácuo.4. O som é uma onda mecânica e como tal só pode ser propagar atra-vés de um meio material. Como no espaço sideral há o vácuo (ausência de matéria), o som não pode se pro-pagar por ele.5. E6. B7. E8. D9. D10. D11. E12. D13. C14. C15. A16. B17. E18. D19. C20. B21. B 22. E23. a) AII = AIII > AI = AIV.b) Adotando o lado de cada qua-drículo no eixo dos tempos como uma unidade, encontramos os seguintes períodos (T): TI = 16 u; TII = 8 u; TIII = TIV = 4 u. Como

f = 1T

, quanto maior o período,

menor a frequência. Portanto, a onda de menor frequência é a onda I.

24. 1 + 16 = 17 25. 125 Hz26. D27. D28. C29. D 30. a) λA= 1,5 m; λB = 0,5 m e λC = 0, 3mb) λ0 = 1,5 mc) Observe o gráfico a seguir

20

15

10

5

1f0 2f0 3f0 4f0 5f0 6f0 7f0

BC

A

f (Hz)

I (u.a.)

31. L = 0,10 m32. v = 74 m/s33. d = 34 m.34. B35. Dados: c = 3 · 108 m/s; f = 60 Hz.Da equação fundamental da ondulatória:

c fcf

m= → = ⋅ → = ⋅λ λ3 1060

5 108

6

36. d = 66 m37. f = 680 Hz38. C39. C40. B41. D42. C43. A44. Pela equação fundamental da ondulatória v = λ · f e conside-rando que a velocidade da onda é a velocidade da luz c, temos que c = λ · f ⇒

cf

Levando em consideração os limites de frequência do laser:

λ =⋅( )⋅( )

= ⋅ = ⋅− −3 104 6 10

0 65 10 6 5 108

146 7

,, ,m m

λ =⋅( )⋅( )

= ⋅ = ⋅− −3 106 7 10

0 45 10 4 5 108

146 7

,, ,m m

Isto significa que o laser pode investigar estruturas da ordem de gran-deza de 10 –7 m. Como o núcleo atômico tem a ordem de grandeza de 10 –15 m, não é possível investigar o núcleo com laser.45. B46. B47. a) ∆t = 40 μsb) D = 24 mmc) λ = 0,80 mm48. a) f = 0,2 Hz.b) L = 25 m.c) v = 5 m/s.d) Observe a figura a seguir:

00,5

y (m)Perfil da superfície da água para t = 25 s

0 20018016014012010080604020x (m)

–0,5

E D C B A

49. a) Dados: c = 3 · 108 m/s; λ2 = L λ ⇒ = 2L

Da equação fundamental da ondulatória:

c = λ f ⇒ fc=λ

57

Essa expressão nos mostra que a menor frequên-cia que a antena consegue sintonizar corres-ponde ao maior comprimento de onda. Como, λ= 2L , o comprimento de onda máximo corresponde à haste de maior comprimento, indicada na figura, conforme exige o enunciado.

5 cm

hastes

Haste que sintonizaa menor frequência

L = 30 cm

Então:

λ

λ

máx

mínmáx

mín

= ( ) =

== =⋅

→ = ⋅

2 0 3 0 6

3 100 6

5 108

8

, ,

,

m

fc

f Hz

b) Dados: k = 2,25; k = n2; c = 3 · 108 m/s; f= 400 MHz = 4 · 108 Hz; v = cn

k n n n

v f

vcn

fcn

cnf

= → = → =

=

=

→ = →

= =⋅⋅ ⋅

2 2

8

8

2 24 1 5

3 101 5 4 10

, ,

,

λλ

λ ==36

50. B51. B52. B53. E54. C55. A56. E57. D58. D59. D60. D61. C62. C63. a) No vaso 1, a planta cresce normalmente, pois consegue absor-ver os comprimentos de onda equivalentes ao azul e ao vermelho. Esses comprimentos de onda tornam a taxa de fotossíntese mais eficiente. A planta do vaso 2 reflete a radiação verde e não conse-gue crescer devido à ineficiência de sua taxa fotossintética.b) A cor de um objeto é a mesma cor da radiação que ele mais difunde (reflete). Portanto, se as pessoas com visão normal enxer-gam as folhas como verdes, é porque elas refletem com maior intensidade à radiação correspondente à luz verde.64. a) λ (Z) = 4.840 angstromsb) λ (W) = 6.575 angstroms

Capítulo 2 65. a) Primárias: o Sol e uma lâmpada incandescente; Secundárias: Uma árvore e pessoa.b) Depende. A definição de uma fonte como pontual ou extensa depende do contexto ou da distância entre o obser-vador e a fonte. Assim, ao estudarmos um eclipse lunar, o Sol é considerado uma fonte extensa mas ao estudarmos as sombras projetadas por corpos meno-res sobre a superfície terrestre conside-ramos o Sol como uma fonte pontual.66. Feixe cilíndrico: um holofote.Feixe convergente: uma lupa ao ser usada para concentrar os raios solares em um único ponto.Feixe divergente: uma lanterna comum.67. A68. Porque objetos opacos não permitem a passagem da luz. Assim, como a luz não contorna os limites do objeto, no ante-paro fica uma zona não iluminada cor-respondente ao contorno do objeto. 69. D70. A luz se propaga no vácuo com velo-cidade finita igual a aproximadamente 3 · 108 m/s. Como as distâncias entre a Terra e as estrelas que observamos são muito grandes, a luz pode levar milha-res ou até milhões de anos para percor-rer esse caminho. Assim, ao observar-mos o céu noturno, estamos observando a luz que foi emitida pelas estrelas há muito tempo.71. C72. D73. A luz se propaga no ar com uma velo-cidade muito maior do que o som. Essas velocidades são aproximadamente 3 · 108 m/s e 340 m/s respectivamente.74. B75. B76. B77. E78. C79. C80. C81. C82. D83. B84. D85. D86. A87. E88. C89. D90. D91. I1 = 0,8 I0I2 = 0,64 I0I3 ≈ 0,51 I0 92. B

58

93. E94. 01 + 32 = 33. 95. D96. D97. C99. A99. a) Justificando com um desenho. A figura mostra a posição da Lua relativamente à Terra e ao Sol, em dois tipos de eclipse do Sol: total e anelar.

LuaSol

LuaSol

Eclipse total do Sol

Eclipse anelar do Sol

D

Nessa figura nota-se que o eclipse anelar do Sol ocorre quando a Lua está mais afastada do observador, ou seja, a Lua está no apogeu.b) d = 3,75 · 105 km100. D

101. A102. C103. A104. C105. D106. D107. C108. C109. A110. C111. A112. B113. E114. V V V V 115. a) R = 6,7 × 105 km.b) d = 4,8 km.116. D117. D118. C119. D120. D121. 01 + 02 = 03122. D123. F V V F124. V F F V125. 01 + 02 = 03