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Questão 01) Uma pessoa de altura h coloca-se diante de uma câmara escura de orifício com o intuito de produzir, na face oposta ao orifício da câmara, uma imagem que corresponda a três quartos (¾) de sua altura. Sabendo que a câmara escura tem profundidade d, qual será a distância entre a pessoa e sua imagem? a) b) c) d) e) Gab: A Questão 02) O olho humano se comporta semelhante a uma câmara escura de orifício. Sabemos que os raios de luz que partem do objeto e atravessam o orifício determinam a imagem no fundo do olho. A figura a seguir representa um esquema simplificado do comportamento de formação de imagens no fundo de um olho saudável. Vemos que a imagem formada no fundo do olho se apresenta invertida, de cabeça para baixo.

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Questão 01)

Uma pessoa de altura h coloca-se diante de uma câmara escura de orifício com o intuito de produzir, na face oposta ao orifício da câmara, uma imagem que corresponda a três quartos (¾) de sua altura. Sabendo que a câmara escura tem profundidade d, qual será a distância entre a pessoa e sua imagem?

a)

b)

c)

d)

e)

Gab: A

Questão 02)

O olho humano se comporta semelhante a uma câmara escura de orifício. Sabemos que os raios de luz que partem do objeto e atravessam o orifício determinam a imagem no fundo do olho. A figura a seguir representa um esquema simplificado do comportamento de formação de imagens no fundo de um olho saudável.

Vemos que a imagem formada no fundo do olho se apresenta invertida, de cabeça para baixo.

Sabe-se que o olho humano apresenta aproximadamente 20 mm de profundidade (x' = 20 mm) e o objeto tem 8 m de altura colocado em uma posição a 32 m de distância do orifício do olho (x = 32 m). Nessa situação, a altura da imagem formada no fundo do olho será de

a) 5 mm.b) 7,5 mm.

c) 8 mm.d) 10,8 mm.e) 12,8 mm.

Gab: A

Questão 03)

Para riscar uma circunferência de 3,5m de diâmetro no piso horizontal e plano em um galpão de pouca luminosidade natural, um engenheiro fixou uma lanterna a uma altura Y, apontando-a para o piso. Para conseguir realizar sua tarefa, colocou entre a fonte luminosa e o piso um disco opaco paralelo ao solo de 70,0cm de diâmetro, a 4,0m do piso, para que ele pudesse ver a sombra da circunferência do disco opaco no solo do galpão igual a circunferência que deseja riscar. Qual a altura Y em que ele colocou a fonte pontual luminosa, em metros?

a) 5,0b) 5,5c) 6,0d) 6,5e) 7,0

Gab: A

Questão 04)

Ao usar uma lanterna em uma sala escura, uma estudante ilumina uma bola de futebol e observa que a sombra formada na parede oposta é envolvida por uma região de penumbra, como mostra a figura abaixo. Como é uma boa estudante, sabe que a penumbra aparece porque

a) a bola é perfeitamente esférica.b) os raios de luz não se movem perfeitamente em linha reta.c) existem múltiplas reflexões dos raios de luz nas paredes do quarto.d) a fonte de luz não é pontual.e) a velocidade da luz é constante.

Gab: D

Questão 05)

Defeitos na visão humana decorrem de anomalias no olho, que podem resultar em dificuldades para enxergar. A correção desses defeitos é possível através da

utilização de lentes. Dentre as alternativas a seguir, assinale a única que não é defeito na visão.

a) Miopiab) Hipermetropiac) Cataratad) Astigmatismoe) Presbiopia

Gab: C

Questão 06)

Um objeto extenso, real, direito e de altura H é colocado sob o eixo principal de um espelho esférico côncavo de raio de curvatura de 30 cm, a uma certa distância D do espelho. Com base nessas informações, assinale o que for correto.

01. Quando H = 3 cm e D = 30 cm, a imagem formada é real, invertida e do mesmo tamanho que o objeto.

02. Quando H = 3 cm e D = 60 cm, o aumento linear transversal é de e a

imagem formada é real, invertida e menor que o objeto.04. Quando H = 2 cm e D = 15 cm, o aumento linear transversal é de 3x e a

imagem formada é virtual e direita em relação ao objeto.08. Quando H = 2 cm e D = 20 cm, o aumento linear transversal é de 6x e a

imagem formada é virtual, direita e menor que o objeto.16. Quando H = 4 cm e D = 40 cm, a imagem é real, maior e invertida em relação

ao objeto.

Gab: 03

Questão 07)

Espelhos esféricos côncavos são comumente utilizados por dentistas porque, dependendo da posição relativa entre objeto e imagem, eles permitem visualizar detalhes precisos dos dentes do paciente. Na figura abaixo, pode-se observar esquematicamente a imagem formada por um espelho côncavo. Fazendo uso de raios notáveis, podemos dizer que a flecha que representa o objeto

a) se encontra entre F e V e aponta na direção da imagem.b) se encontra entre F e C e aponta na direção da imagem.c) se encontra entre F e V e aponta na direção oposta à imagem.

d) se encontra entre F e C e aponta na direção oposta à imagem.

Gab: A

Questão 08)

Um objeto a 20 cm de distância de um espelho tem sua imagem formada a 12 cm de distância do espelho.Se a imagem formada é real, o tipo de espelho e o seu foco em centímetros são, respectivamente:

a) convexo, –7,5.b) côncavo, 15.c) côncavo, 7,5.d) convexo, –15.

Gab: C

Questão 09)

Uma pessoa projeta em uma tela a imagem de uma lâmpada, porém, em um tamanho quatro vezes maior do que seu tamanho original. Para isso, ela dispõe de um espelho esférico e coloca a lâmpada a 60 cm de seu vértice. A partir da situação descrita, responda:

a) Que tipo de espelho foi usado e permitiu esse resultado? Justifique matematicamente sua resposta.

b) Se um outro objeto for colocado a 10 cm do vértice desse mesmo espelho, a que distância dele a imagem será formada?

Gab: a) A ampliação (A) é dada por:

(1)

onde i é a altura da imagem, o altura do objeto, f é distância focal e p é a distância entre o objeto e o vértice do espelho.O fato de a imagem ser projetada garante que a mesma é real e tem orientação contrária à do objeto, assim a altura da imagem é expressa como:i = –4o (2)Substituindo a Equação (2) e os valores do enunciado na Equação (1), obtém-se:

f = 48 cmComo f > 0, o espelho esférico utilizado é côncavo.

b) A distância da imagem com relação ao vértice do espelho é 12,6 cm.

Questão 10)

Como foi que um arranha-céus “derreteu” um carro?

“É uma questão de reflexo. Se um prédio é curvilíneo e tem várias janelas planas, que funcionam como espelhos, os reflexos se convergem em um ponto” diz Chris Shepherd, do Instituto de Física de Londres.O edifício de 37 andares, ainda em construção, é de fato um prédio curvilíneo e o carro, um Jaguar, estava estacionado em uma rua próxima ao prédio, exatamente no ponto atingido por luzes refletidas e não foi o único que sofreu estrago.O fenômeno é consequência da posição do Sol em um determinado período do ano e permanece nessa posição por duas horas por dia. Assim, seus raios incidem de maneira oblíqua às janelas do edifício.

(bbc.co.uk/portuguese/noticias/2013/09/130904_como_luzrefletida_derrete_carro_an.shtml Acesso em: 13.09.2013. Adaptado. Foto: Original colorido)

Considerando o fato descrito e a figura da pessoa observando o reflexo do Sol no edifício, na mesma posição em que estava o carro quando do incidente, podemos afirmar corretamente que o prédio se assemelha a um espelho

a) plano e o carro posicionou-se em seu foco infinito.b) convexo e o carro posicionou-se em seu foco principal.c) convexo e o carro posicionou-se em um foco secundário.d) côncavo e o carro posicionou-se em seu foco principal.e) côncavo e o carro posicionou-se em um foco secundário.

Gab: E

Questão 11)

Observe a figura abaixo, na qual, três espelhos planos estão dispostos. Um raio luminoso incide sobre um dos espelhos (E1), formando um ângulo de 15º com a sua superfície. Esse raio, depois de sucessivas reflexões emerge do espelho E3 com um ângulo de 35º com a sua superfície. Fazendo uso de seus conhecimentos sobre as leis da reflexão, analise e assinale no cartão-resposta a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. O ângulo vale 110°.02. A reflexão da luz pode ser difusa ou especular, mas as leis da reflexão só valem

para a reflexão especular.04. Uma das leis da reflexão coloca que o raio de luz incidente, a reta normal e o

raio de luz refletido são concêntricos, ou seja, pertencem ao mesmo plano.08. No fenômeno de reflexão, o ângulo de incidência (entre o raio incidente e a reta

normal) é sempre igual ao ângulo de reflexão (entre a reta normal e o raio refletido).

16. O espelho é qualquer superfície plana onde ocorre a reflexão especular.32. As leis da reflexão também se aplicam à reflexão de objetos.

Gab: 41

TEXTO: 1 - Comum à questão: 12

Quando necessário, utilize as constantes para a água:d = 1,0g/cm3

c = 1,0cal/g.ºCQuando necessário, adote o valor de 340m/s para a velocidade do som no ar.

Questão 12)

Um observador O está diante de um espelho plano E. Quatro objetos são colocados nos pontos I, II, III e IV, conforme indicado na figura a seguir:

Podemos afirmar que o observador em O consegue ver por reflexão no espelho plano E os objetos localizados:

a) Somente no ponto II.b) Somente nos pontos I e II.

c) Somente nos pontos I, II e III.d) Somente nos pontos I, II e IV.e) Somente nos pontos II, III e IV.

Gab: E

Questão 13)

Um objeto é colocado entre dois espelhos planos cujas superfícies refletoras formam um ângulo . Sabe-se que a medida de é um divisor positivo de 24 e que o número total de imagens que esse objeto produz é maior que 17 e menor que 59.Quantos são os possíveis valores de ?

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

Gab: A

Questão 14)

Um feixe de luz vermelha é emitido por uma caneta laser (apontador laser) e viaja no ar com uma velocidade de propagação da ordem de 300.000 Km/s (c = 3 10+8

m/s). O feixe de laser passa através de uma peça de acrílico cujo índice de refração vale n = 1,46. A velocidade de propagação do feixe de laser dentro da peça de acrílico será, aproximadamente, de:

a) 1,5 10+6 m/s b) 3,0 10+8 m/s c) 5,0 10+7 m/s d) 4,0 10+8 m/s e) 2,0 10+8 m/s

Gab: E

Questão 15)

A radiação Cerenkov ocorre quando uma partícula carregada atravessa um meio isolante com uma velocidade maior do que a velocidade da luz nesse meio. O estudo desse efeito rendeu a Pavel A. Cerenkov e colaboradores o prêmio Nobel de Física de 1958. Um exemplo desse fenômeno pode ser observado na água usada para refrigerar reatores nucleares, em que ocorre a emissão de luz azul devido às partículas de alta energia que atravessam a água.

a) Sabendo-se que o índice de refração da água é n = 1,3, calcule a velocidade máxima das partículas na água para que não ocorra a radiação Cerenkov. A velocidade da luz no vácuo é c = 3,0 108m/s.

b) A radiação Cerenkov emitida por uma partícula tem a forma de um cone, como ilustrado na figura abaixo, pois a sua velocidade, vp , é maior do que a velocidade da luz no meio, vl . Sabendo que o cone formado tem um ângulo θ = 50º e que a radiação emitida percorreu uma distância d = 1,6m em t = 12ns, calcule vp.

Dados: cos50º = 0,64 e sen50º = 0,76.

Gab:a) Vágua 2,3 108m/sb) vp 2,08 108m/s

Questão 16)

Um feixe de luz branca é empregado para transmitir sinais de telecomunicação. Para isso, é instalada uma fibra óptica que possui índice de refração para o azul de 1,528 e para o vermelho de 1,513. Considerando-se os raios de luz azul e vermelho e que a distância entre duas cidades quaisquer é de 300 km, determine:Dado: c = 3 108 m/s

a) o raio de luz que chega primeiro. Justifique;b) o atraso entre os raios ao percorrerem essa distância.

Gab: a) Como o índice de refração de uma determinada cor é dado por

, e sendo S e c os mesmos para ambas as cores, o

raio que chega mais rápido é o que possui o menor índice de refração, ou seja, o vermelho.

b) T = 1,5 10–5 s

Questão 17)

Uma luz monocromática verde e uma luz monocromática violeta propagam-se em um tipo de vidro com velocidades de 1,970 108 m/s e 1,960 108 m/s, respectivamente. Considerando que a velocidade da luz no vácuo é de 3,0 108 m/s, a relação entre o índice de refração do vidro para a luz verde (nA) e o índice de refração do vidro para a luz violeta (nB) será

a) nA = nB b) nA nB

c) nA < nB

d) nA nB

e) nA > nB

Gab: C

Questão 18)

Na lei de Snell n1sen1 = n2sen2, n1 e n2 representam os índices de refração dos dois meios ambientes envolvidos. Podemos afirmar que 1 e 2 representam os ângulos, respectivamente, de

a) incidência e refração.b) reflexão e refração.c) incidência e deflexão.d) incidência e infração.e) incidência e reflexão.

Gab: A

Questão 19)

Um feixe de luz branca do Sol, vindo do ar, encontra um bloco cúbico de vidro sobre o qual incide obliquamente; refrata dispersando-se em forma de leque em seu interior.

Na figura, x, y e z são alguns de seus raios de luz monocromática originários da dispersão da luz branca e formam ângulos que guardam a relação com as respectivas normais nos pontos de inserção no bloco. Considerando a luz como onda eletromagnética, é correto afirmar que

a) as frequências de vibração das ondas dispersas guardam a relação fx>fy>fz.b) as velocidades de propagação das ondas dispersas guardam a relação vx>vy>vz.c) os comprimentos de onda das ondas dispersas guardam a relação x>y>z.d) os índices de refração dos raios dispersos guardam a relação nx>ny>nz.e) as frentes de ondas dispersas deslocam-se no vidro com a mesma velocidade.

Gab: D

Questão 20)

Dois raios luminosos monocromáticos, um azul e um vermelho, propagam-se no ar, paralelos entre si, e incidem sobre uma esfera maciça de vidro transparente de centro C e de índice de refração , nos pontos A e V. Após atravessarem a esfera, os raios emergem pelo ponto P, de modo que o ângulo entre eles é igual a 60º.

Considerando que o índice de refração absoluto do ar seja igual a 1, que

e que , o ângulo indicado na figura é igual a

a) 90º.b) 165º.c) 120º.d) 135º.e) 150º.

Gab: C

Questão 21)

Um feixe de luz propaga-se inicialmente em uma peça de vidro com índice de refração nvidro desconhecido. O feixe incide numa interface entre a peça de vidro e o ar, conforme a figura abaixo. O ângulo de incidência do feixe na interface vale 1 = 30º em relação à normal com a interface. O ângulo de refração do feixe vale 2 = 48,6º, conforme indica a figura. Considere que o índice de refração do ar é próximo da unidade (nar 1.0). Considerando que sen(30º) = 0.5; sen(48,6º) = 0.75, determine o índice de refração aproximado do vidro.

a) 1,0 b) 0,5 c) 1.5 d) 2,5 e) 1,3

Gab: C

Questão 22)

Na figura, O representa um objeto no ar e I, a sua imagem produzida por um elemento ótico simples, que pode ser um espelho ou uma lente colocada sobre a linha tracejada vertical. A altura dessa imagem é o triplo da altura do objeto.

Esse elemento ótico é um(a)

a) espelho plano.b) espelho convexo.c) lente convergente.d) lente divergente.e) espelho côncavo.

Gab: C

Questão 23)

Seja x a distância, em centímetros, de um objeto ao centro óptico de uma lente delgada. A imagem desse objeto formada pela lente está a uma distância y, em centímetros, do centro óptico. Sabe-se que:

x + y = 50xy = 400

A distância focal dessa lente, em centímetros, é

a) 6b) 8c) 12d) 15e) 25

Gab: B

Questão 24)

Um raio de luz se propaga pelo ar e incide em uma lente convergente, paralelamente ao eixo principal, saindo pela face oposta da lente. Sobre o raio de luz após sair da lente, cuja espessura não é desprezível, é correto afirmar que

a) sofreu duas refrações. b) sofreu uma refração seguida por uma difração. c) sofreu duas difrações. d) sofreu uma difração seguida por uma refração.

Gab: A

Questão 25)

Um lápis com altura de 20 cm é colocado na posição vertical a 50 cm do vértice de um espelho côncavo. A imagem conjugada pelo espelho é real e mede 5 cm.Calcule a distância, em centímetros, da imagem ao espelho

Gab: 12,5 cm

Questão 26)

Um objeto de 6 cm de altura está colocado a 40 cm de uma lente divergente cuja distância focal é 40 cm. Marque a alternativa que apresenta, corretamente, a natureza da imagem, sua posição e seu tamanho, respectivamente.

a) Imagem virtual, situada a 3 cm da lente e medindo 20 cm.b) Imagem real, situada a 20 cm da lente e medindo 3 cm.c) Imagem real, situada a 3 cm da lente e medindo 20 cm.d) Imagem virtual, situada a 20 cm da lente e medindo 3 cm.

Gab: D