1 Lista de Exercícios – Revisão – 1º Ano do Ensino Médio

Lista de Exercícios – Revisão – 1º Ano do Ensino Médio
1) (UFOP MG) Quando observamos uma colher dentro de um corpo de vidro
transparente, cheio com água, temos que as partes imersa e emersa da colher não se
alinham.
I.
a)
b)
c)
d)
e)
Esse fato pode ser explicado pela:
reflexão da luz;
refração da luz;
dispersão da luz;
difração da luz;
polarização da luz.
II. Na figura representamos um recipiente com água e um objeto puntiforme O, colocado
no fundo. Desenhe dois raios luminosos para encontrar a imagem do objeto. O índice
de refração da água em relação ao ar é 1,33.
2) (UNICEMP PR) Conforme a ilustração, um raio luminoso incide no dioptro plano que
separa o ar da água. Pode-se dizer que ocorre:
Raio incidente
Linha normal
i
.
a)
b)
c)
d)
e)
Ar
Água
refração, com redução da velocidade de propagação;
reflexão total da luz;
afastamento da normal, para o raio que penetra na água;
absorção total da luz, gerando 100% de energia térmica;
polarização da luz, por tratar-se de onda longitudinal.
3) (UNIMAR SP) Um observador deseja saber qual a profundidade em que se encontra
um peixe flutuando na água de um tanque. Sabe-se que este observador está olhando
exatamente na posição vertical, que o índice de refração da água é 1,33, e que a
distância aparente é de 3 metros.
a)
b)
c)
d)
e)
a distância
a distância
a distância
a distância
n.d.a.
real
real
real
real
é
é
é
é
menor que a distância aparente e vale 2,25 metros;
maior que a distância aparente e vale 4,0 metros;
menor que a distância aparente e vale 2,5 metros;
maior que a distância aparente e vale 3,25metros;
1
4) (UFRJ) Um raio luminoso que se propaga no ar (nar = 1) incide obliquamente sobre
um meio transparente de índice de refração n, fazendo um ângulo de 60º com a
normal. Nessa situação, verifica-se que o raio refletido é perpendicular ao raio
refratado, como ilustra a figura.
Calcule o índice de refração n do meio.
5) (UFSCar SP) Um canhão de luz foi montado no fundo de um laguinho artificial.
Quando o lago se encontra vazio, o feixe produzido corresponde ao representado na
figura.
Quando cheio de água, uma vez que o índice de refração da luz na água é maior que no ar,
o esquema que melhor representa o caminho a ser seguido pelo feixe de luz é:
a)
b)
c)
d)
e)
6) (ITA SP) Um pescador deixa cair uma lanterna acesa em um lago a 10,0 m de
profundidade. No fundo do lago, a lanterna emite um feixe luminoso formando um
pequeno ângulo  com a vertical (veja figura).
a)
b)
c)
d)
e)
Considere: tg 
sen 
 e o índice de refração da água n = 1,33. Então, a
profundidade aparente h vista pelo pescador é igual a:
2,5 m
5,0 m
7,5 m
8,0 m
9,0 m
2
7) (UFU MG) Um pescador, ao observar um peixe dentro da água, sabe que deve atirar
com o arpão alguns centímetros abaixo da posição do peixe observada por ele, para
acertálo.
Isso ocorre porque:
a) a luz proveniente do peixe que atinge o olho do pescador sofre uma refração ao sair da
água e entrar no ar
b) a luz, ao entrar na água, sofre uma dispersão, separando os diferentes comprimentos
de onda (diferentes cores) de forma a enganar o pescador sobre a posição real do
peixe.
c) a água funciona com uma lente e, portanto, a imagem do objeto nem sempre é real
d) a água funciona como um espelho côncavo, devido ao movimento ondulatório de sua
superfície, fazendo com que a imagem seja virtual e não real
8) (UNIFESP SP) Na figura, P representa um peixinho no interior de um aquário a 13 cm
de profundidade em relação à superfície da água. Um garoto vê esse peixinho através
da superfície livre do aquário, olhando de duas posições: O1 e O2.
Sendo nágua = 1,3 o índice de refração da água, pode-se afirmar que o garoto vê o
peixinho a uma profundidade de:
a)
b)
c)
d)
e)
10
17
10
10
10
cm, de ambas as posições.
cm, de ambas as posições.
cm em O1 e 17 cm em O2.
cm em O1 e a uma profundidade maior que 10 cm em O2.
cm em O1 e a uma profundidade menor que 10 cm em O2.
9) (UNIMONTES MG) Um raio de luz propagando-se em um meio transparente 1, cujo
índice de refração é 1,5, atinge a superfície de um meio transparente 2, sofrendo
reflexão e refração, como mostra a figura a seguir.
Dados:
sen30º = cos60º = 0,5 ;
sen60º = cos30º = 0,87;
sen45º = cos45º = 0,71;
(velocidade da luz no meio1)
c1 = 2,00 × 108 m/s
3
A velocidade da luz, em m/s, no meio transparente 2, é, aproximadamente,
a)
b)
c)
d)
2,00 ×
2,84 ×
3,00 ×
1,50 ×
108.
108.
108.
108.
10) (UFPA) Os índios amazônicos comumente pescam com arco e flecha. Já na Ásia e na
Austrália, o peixe arqueiro captura insetos, os quais ele derruba sobre a água,
acertando-os com jatos disparados de sua boca. Em ambos os casos a presa e o
caçador encontram-se em meios diferentes. As figuras abaixo mostram qual é a posição
da imagem da presa, conforme vista pelo caçador, em cada situação.
Identifique, em cada caso, em qual dos pontos mostrados, o caçador deve fazer
pontaria para maximizar suas chances de acertar a presa.
a)
b)
c)
d)
e)
Homem
Homem
Homem
Homem
Homem
em
em
em
em
em
A;
A;
B;
C;
C;
peixe
peixe
peixe
peixe
peixe
arqueiro em 1
arqueiro em 3
arqueiro em 2
arqueiro em 1
arqueiro em 3
11) (FUVEST SP) Um jovem pesca em uma lagoa de água transparente, utilizando, para
isto, uma lança. Ao enxergar um peixe, ele atira sua lança na direção em que o
observa. O jovem está fora da água e o peixe está 1 m abaixo da superfície. A lança
atinge a água a uma distância x = 90 cm da direção vertical em que o peixe se
encontra, como ilustra a figura abaixo. Para essas condições, determine:
a)
b)
c)
O ângulo , de incidência na superfície da água, da luz refletida pelo peixe.
O ângulo  que a lança faz com a superfície da água.
A distância y, da superfície da água, em que o jovem enxerga o peixe.
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NOTE E ADOTE
Índice de refração do ar = 1
Índice de refração da água = 1,3
Lei de Snell: v1/v2 = sen 1/sen 2
Ângulo
30
40
42
53
60
sen
0,50
0,64
0,67
0,80
tg
0,58
0,84
0,90
1,33
0,87 1,73
12) (UERJ) Um raio de luz monocromática, vindo do ar, incide com ângulo de incidência "i"
na face superior de um bloco retangular de vidro, cujo índice de rofração para essa luz
é 2 . O raio se refrata com ângulo de refração r = 30º e atinge a face lateral do bloco,
como mostra a figura abaixo.
a) Calcule o ângulo de incidência "i".
b) Verifique se o raio refratado consegue emergir do bloco de vidro para o ar pela face
lateral, justificando sua resposta.
13) (UFG GO) O VESTIBULAR É UMA REFRAÇÃO EM NOSSA VIDA
Deseja-se medir a velocidade de propagação da luz na glicerina e para isto utilizou-se o
arranjo mostrado na figura a seguir:
1
Ar (1)
Glicerina 2
2
a) Calcule o índice de refração da glicerina, sendo dados sen1 = 0,50 e sen2 =0,34.
b) Qual o valor da velocidade de propagação da luz na glicerina? Considere a velocidade
da luz no ar, igual a no vácuo.
5
14) (UFMG) O princípio básico de funcionamento de um fibra óptica consiste em colocar
um material X com índice de refração nx no interior de outro material Y, com índice de
refração ny . Um feixe de luz que incide em uma das extremidade de X atravessa para
a outra extremidade, sem penetrar no material Y, devido a múltiplas reflexões totais.
Essa situação é ilustrada na figura :
Y
X
Y
Para que isto aconteça, é necessário que:
a)
b)
c)
d)
nx < ny
n=0
nx = ny
nx > ny
15) (UFG GO) Têm-se, na tabela seguinte, alguns índices de refração absolutos de alguns
materiais para uma luz monocromática.
Material Índice de Refração
água
1.33
ar
1.00
cloreto de sódio 1.54
Material Índice de refração
diamante
2.42
gelo
1.31
vidro
1.41
a) Em qual meio material a luz se propagará com maior velocidade? Justifique.
b) A luz proveniente do vácuo sofrerá maior desvio ao passar para qual meio material?
Justifique em função da lei de Snell.
16) (UFRN) Para explicar a formação do arco-íris, os livros didáticos de Física
freqüentemente apresentam uma figura como a que vem abaixo, na qual está
representada uma gota d’água em suspensão no ar. Um raio de luz branca está
incidindo sobre a gota, e raios das várias cores que compõem o arco-íris estão dela
emergindo. (Para não sobrecarregar a figura, são representados apenas os raios
emergentes das cores violeta e vermelha.)
Pode-se concluir, dessa representação, que o fenômeno do arco-íris ocorre porque o
índice de refração varia com a cor da luz e cada cor componente do raio de luz branca
incidente sobre a gota d’água sofre, de acordo com os raios mostrados, a seguinte
seqüência de fenômenos:
a) uma reflexão, uma refração e uma segunda reflexão.
6
b) uma refração, uma reflexão e uma segunda refração.
c) uma refração, uma segunda refração e uma reflexão.
d) uma reflexão, uma segunda reflexão e uma refração.
17) (UFG GO) Uma fonte pontual de luz, colocada no fundo de um recipiente com líquido
até uma altura h; produz, na superfície do líquido, uma área circular iluminada de raio
r.
r
h
a) Calcule o raio r da área circular iluminada, sendo o índice de refração do ar igual a
1,00, o índice de refração do líquido igual a 1,41 e h = 1,00 m.
b) O que ocorre com os raios de luz, que atingem a superfície do líquido, fora da área
circular iluminada? E dentro? Justifique.
18) (UFLA MG) Um raio luminoso passa do ar para um meio cujo índice de refração absoluto
é n = 1,73 com um ângulo de incidência de 60º. Qual dos esquemas abaixo melhor
representa o raio incidente e o raio refratado?
b.
a.
o
60
o
60
ar
ar
o
30
o
30
c.
d.
o
o
60
60
ar
ar
o
45
o
60
e.
o
60
ar
o
30
19) Esta prova tem por finalidade verificar seus conhecimentos sobre as leis que regem a
natureza. Interprete as questões do modo mais simples e usual. Não considere
complicações adicionais por fatores não enunciados. Em caso de respostas numéricas,
admita exatidão com um desvio inferior a 5 %. A aceleração da gravidade será
considerada como g = 10 m/s².Um raio de luz monocromática propaga-se num vidro
de índice de refração igual a 2 e incide num dioptro plano vidro-ar, sob ângulo de
7
incidência igual a 60º. Considerando o índice de refração do ar igual a 1, a respeito
desse fenômeno, pode-se concluir que ocorrerá
( Dado : sen 45º  2 2
a)
b)
c)
d)
e)
reflexão total.
apenas reflexão.
reflexão e refração.
apenas refração.
refração e reflexão total.
20) (UFPE) Um raio de luz incide na parte curva de um cilindro de plástico de seção
semicircular formando um ângulo i com o eixo de simetria. O raio emerge na face
plana formando um ângulo r com o mesmo eixo. Um estudante fez medidas do ângulo
r em função do ângulo i e o resultado está mostrado no gráfico r versus i.
Determine o índice de refração deste plástico.
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GABARITO
1) Gab:
I. B;
II.
2) Gab: A
3) Gab: B
4) Gab: n  3
5) Gab: B
6) Gab: C
7) Gab: A
8) Gab: E
9) Gab: B
10) Gab: E
11) Gab:
a)  = 42°
b)  = 30°
c) y = 0,522 m
12) Gab:
a) 45o
b) O raio refratado não emerge para o ar pela face lateral pois i = 60o > L = 45o
13) Gab:
a) 1,47
b) 2,04 . 108m/s
14) Gab: D
15) Gab:
a) no ar, por possuir o menor índice de refração.
b) O maior desvio ocorrerá na passagem para o meio de maior índice de refração, que é o
diamante.
16) Gab: B
17) Gab:
a) r  1;
b) Fora do círculo iluminado, os raios de luz serão refletidos porque o índice de refração
do líquido (nliq) é maior que o índice de refração do ar (nar), ou seja, nliq > nar. Portanto,
ocorre reflexão total. Dentro do círculo iluminado, os raios são refratados normalmente,
afastando-se da normal.
18) Gab: A
19) Gab: A
20) Gab: n = 2
9