Resoluções de Atividades

VOLUME 1 | FÍSICA 3
Resoluções de Atividades
Sumário
Aula 1 – Fundamentos da óptica geométrica..........................................................1
Aula 1 Fundamentos da óptica geométrica
Atividades para Sala
Na análise da foto número 2, temos um observador próximo à região de
percepção completa do Sol, com a Lua ocultando o seu lado esquerdo;
ou seja, ao observador V.
Já a foto número 3 corresponde a um observador mais afastado da
região de eclipse total, ou seja, próximo à região de percepção completa
do Sol. Boa parte do Sol está à sua esquerda, portanto com a Lua ocultando o seu lado direito; isto é, a correspondência é com o observador II.
01 A
Um fato importante nesta questão é o de que a altura do objeto e o
comprimento da caixa são constantes e que a distância do objeto à caixa
(p) e a altura da imagem (i) são variáveis. De acordo com a semelhança de
triângulos que toda câmara escura de orifício suscita, p x i será uma constante, e dessa forma, inversamente proporcionais. Matematicamente,
temos uma hipérbole equilátera.
Atividades Propostas
01 C
02 C
Grupo I – conclusão correta
Os feixes de luz podem ser cilíndricos, cônicos convergentes e cônicos
divergentes, conforme indicam as figuras.
Se os raios penetram no vidro fosco, ocorre refração. Se os raios deixam
de ser paralelos, eles se espalham (difundem).
02 C
A região parcialmente iluminada é a penumbra, ou seja, trata-se das
regiões I e III. Note que a região II não recebe iluminação, tratando-se de
uma sombra.
03 C
Feixe cilíndrico
P
O ano-luz é definido como sendo a distância percorrida pela luz, no
vácuo, em um ano terrestre com uma velocidade v = 3 ∙ 108m/s. Seguindo
o mesmo raciocínio, a radiação emitida por um astro que está a 1 bilhão
de anos-luz da Terra, significa dizer que foi emitida há um bilhão de anos
terrestres.
04 A
P
Feixe cônico
Feixe cônico
Convergente
Divergente
O eclipse total do Sol é visualizado quando o observador se encontra
numa região de sombra da Lua.
Logo, a luz proveniente da fonte (o Sol) não atravessa o obstáculo opaco (a
Lua) e não atinge o anteparo (a Terra), para o qual o Sol estará eclipsado.
Grupo II – conclusão errada
05 C
Os fenômenos da reflexão, refração e absorção podem ocorrer em conjunto. É o que acontece, por exemplo, quando a luz incide sobre a superfície da água de uma piscina.
Grupo III – conclusão correta
Nos corpos de cores claras predomina a reflexão difusa em detrimento
da absorção.
Grupo IV – conclusão correta
06 D
A frase citada é o princípio da propagação retilínea da luz.
03 C
O avermelhamento do Sol quando está mais próximo ao horizonte pode
ser explicado pelo espalhamento de comprimentos de onda mais curtos,
como o azul. À medida que a luz branca se propaga nas camadas mais
baixas da atmosfera, encontra partículas maiores, que espalham o azul
de forma mais acentuada, e o vermelho passa a predominar.
O problema pode ser esquematizado de acordo com a figura a seguir.
Note que a altura do prédio H e o comprimento da câmara escura p’ não
se alteram de uma situação para outra.
Aplicação direta do princípio da propagação retilínea da luz.
orifício
04 E
A luz, ao passar pelo meio, sofre espalhamento, deste modo, é possível
visualizá-la devido ao tamanho das partículas da dispersão coloidal.
H
h
05 A
Ao analisarmos a foto número 1, concluímos que a mesma se refere a um
observador próximo ao eclipse total, mas ainda enxergando uma pequena
porção do Sol à sua esquerda; isto é, corresponde ao observador III.
p’
p
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11 B
H
h’
Seguindo o mesmo raciocínio de uma câmara escura de orifício, podemos
afirmar que, no olho, a íris, que é uma membrana com uma abertura central
circular (a pupila) por onde a luz proveniente do objeto penetra no olho,
projeta sobre a retina uma imagem invertida de um objeto. íris
objeto
retina
p’
p + 100
Por semelhança de triângulos, para a situação inicial, temos:
h H
= ⇒ H ⋅ p’ = h ⋅ p
p’ p
Analogamente, para a segunda situação, temos:
h’
H
=
⇒ H ⋅ p ’ = h’ ⋅ (p + 100)
p ’ p + 100
Por igualdade das expressões, temos:
h . p = h’ . (p + 100)
5cm . p = 4cm . (p + 100)
5p = 4p + 400
p = 400m
07 C
Ano-luz é definido como sendo a distância percorrida pela luz, no vácuo,
em um ano com velocidade v = 3 ∙ 108m/s.
08 D
O problema pode ser representado pela seguinte figura:
Note que o dispositivo é semelhante a uma câmara
escura de orifício, funcionando com base no princípio de
propagação retilínea da luz.
09 E
Quando a janela está fechada, uma parte da radiação solar é refletida
e a outra é absorvida, sendo esta transferida para a sala. Ao se abrir a
janela, não teremos mais radiação refletida, pois toda a radiação irá para
o interior da sala.
10 D
• Olhando de longe, o filamento da lâmpada parece um ponto. Apenas
quando o olhamos bem de perto percebemos seu comprimento. Em
outras palavras, o filamento da lâmpada, dependendo da situação,
pode funcionar como uma fonte pontual ou extensa. Conclusão: as
alternativas B e C estão incorretas (por causa do “necessariamente”).
• Os objetos que não produzem e emitem luz própria apenas refletem
a luz ambiente. Logo, todo objeto é luminoso ou iluminado (fonte de
luz primária ou secundária). Portanto, a alternativa E está incorreta.
• Cuidado com a alternativa A! Uma lâmpada não fica necessariamente
acesa. Logo, não necessariamente é uma fonte primária de luz – a
alternativa A está incorreta. Pelo contrário, quando a lâmpada está
apagada, funciona como uma fonte secundária de luz.
2 | Pré-Universitário
i
O
imagem
bola
d
D
Se o tamanho do objeto é O = 30cm, qual será o tamanho da imagem
projetada i? Sendo d = 2cm e D = 15.000cm, a partir dos dois triângulos
2
i
d
i
= →
=
semelhantes acima, temos:
→ i = 0,004 cm =
30 15.000
O D
4 ∙ 10 –3cm = 4 ∙ 10 –5m.
Sendo 1 micrômetro = 10–6m → i = 40 ∙ 10–6µ.