9o. ANO- Física

Imagem real e virtual
Pode-se dizer que uma imagem real é aquela que podemos projetar num anterparo
(tela,parede...), já a imagem virtual não pode ser projetada.
Ainda pode-se dizer, de acordo com os raios de luz que as forma, que real é aquela imagem
formada pelos raios que efetivamente "saem' do sistema óptico (lente ou espelho), enquanto que
imagem virtual é formada pelo prolongamento desses raios.
Quando olhamos para um espelho plano, vemo-nos como se a imagem estivesse dentro do
espelho certo? A essa imagem que está "dentro" do espelho chamamos de imagem virtual.
Espelho plano
Um espelho plano é uma placa de vidro cuja superfície posterior recebeu uma fina película de
prata. Quando a luz incide em uma superfície deste tipo, ela é refletida regularmente. Essa
regularidade da reflexão é que permite a formação de imagens. Como isso não acontece nos
corpos cujas superfícies são rugosas, estes não produzem imagens.
As superfícies rugosas, quando iluminadas nos revelam somente sua própria forma, textura e
cor.
Quando vamos dirigir um carro, precisamos ajustar a posição dos espelhos retrovisores para
enxergar o que está atrás dele. Qualquer alteração na posição do espelho ou da cabeça do
motorista pode impedir esta visualização, porque os feixes de luz que incidem no espelho plano
são refletidos em direções determinadas. Ou seja, os feixes de luz emitidos por um carro que
está atrás só serão vistos pelo motorista se refletirem no espelho e incidirem sobre seus olhos.
Em um espelho plano comum, vemos nossa imagem com a mesma fora e tamanho, mas parece
que encontra-se atrás do espelho, invertida (esquerda na direita e vice-versa), à mesma distancia
que nos encontramos dele.
Os raios que partem de um objeto, diante de um espelho plano, refletem-se no espelho e
atingem nossos olhos. Assim, recebemos raios luminosos que descreveram uma trajetória
angular e temos a impressão de que são provenientes de um objeto atrás do espelho, em linha
reta, isto é, mentalmente prolongamos os raios refletidos, em sentido oposto, para trás do
espelho.
Constando fatos que ocorrem num espelho plano
Simetria – a distância entre as respectivas imagens formadas no espelho (mesma distância)
Igualdade – o tamanho da imagem é igual ao tamanho do objeto
Revertida ou reversa – o lado esquerdo do objeto corresponde ao lado direto da imagem.
Espelho Esférico
Para se obter imagens nítidas em espelhos esféricos, Gauss observou que os raios de luz
deveriam incidir paralelos ou pouco inclinados em relação ao eixo principal e próximos dele.
Assim, para se ter nitidez na imagem, o ângulo de abertura do espelho tem que ser inferior a 10
graus. Se essas condições forem obedecidas, esses espelhos são chamados de espelhos esféricos
de Gauss.
Espelhos esféricos são superfícies refletoras que têm a forma de calota esférica. São côncavos se
a superfície refletora for a parte interna, ou convexos, se a superfície refletora for a parte
externa.
Espelhos côncavos e convexos
Um objeto próximo de um espelho côncavo (curvatura para dentro) produzirá uma imagem na
posição correta e ampliada. Um objeto distante produzirá imagem de cabeça para baixo e
reduzida. A imagem de um objeto num espelho convexo (curvatura para fora), como nos
espelhos retrovisores como dos carros, estará na posição correta, mas será reduzida.
Lentes esféricas
As lentes esféricas são meios transparentes, nos quais a luz pode se propagar. Possuem duas
faces esféricas ou uma face esférica e a outra plana. As lentes podem apresentar dois
comportamentos ópticos: convergente e divergente.
Lentes esféricas convergentes
Em uma lente esférica com comportamento convergente, a luz que incide paralelamente entre si
é refratada, tomando direções que convergem a um único ponto.
Tanto lentes de bordas finas como de bordas espessas podem ser convergentes, dependendo do
seu índice de refração em relação ao do meio externo.
O caso mais comum é o que a lente tem índice de refração maior que o índice de refração do
meio externo. Nesse caso, um exemplo de lente com comportamento convergente é o de uma
lente biconvexa (com bordas finas):
Já o caso menos comum ocorre quando a lente tem menor índice de refração que o meio. Nesse
caso, um exempo de lente com comportamento convergente é o de uma lente bicôncava (com
bordas espessas):
Defeitos da visão
Esquema de um Olho Humano
Um dos mais importantes entre os cinco sentidos humanos é a visão. Ela nos permite a
percepção do mundo com todas as suas formas e cores, que tanto impressionam o homem desde
os tempos mais remotos.
Didaticamente, dividimos o olho humano em:
Cristalino: Parte frontal do olho que funciona como uma lente convergente, do tipo biconvexa.
Puplila: comporta-se como um diafragma, controlando a quantidade de luz que penetra no olho.
Retina: é a parte sensível à luz, onde são projetadas as imagens formadas pelo cristalino e
enviadas ao cérebro.
Músculos ciliares: comprimem convenientemente o cristalino, alterando a distância focal.
O olho humano pode apresentar algumas anormalidades que levam a dificuldades de enxergar
em algumas situações.
Essas anormalidades podem ser: Miopia, Hipermetropia, Astigmatismo, Presbiopia e
Estrabismo.
Estudaremos agora essas disfunções do globo ocular e qual o melhor método de correção desses
problemas.
Miopia
É uma anomalia da visão que consiste em um alongamento do globo ocular.
Nesse caso há um afastamento da retina em relação ao cristalino, fazendo que a imagem seja
formada
antes
da
retina,
tornando-a
não
nítida.
Para o míope, o ponto próximo (ou remoto), que é o ponto onde a imagem é nítida, está a uma
distância
finita,
maior
ou
menor,
conforme
o
grau
da
miopia.
O
míope
tem
grandes
dificuldades
de
enxergar
objetos
distantes.
A correção da miopia é feita comumente com a utilização de lentes divergentes. Ela fornece, de
um objeto impróprio (objeto no infinito), uma imagem virtual no ponto remoto do olho. Essa
imagem se comporta como objeto para o cristalino, produzindo uma imagem final real
exatamente sobre a retina.
À Esquerda, esquema do olho míope. À direita, visão do míope.
Hipermetropia
A hipermetropia é um defeito oposto à miopia, ou seja, aqui existe uma diminuição do globo
ocular.
Nesse caso a imagem de objetos próximos é formada além da retina, fazendo aquelas imagens
não
sejam
formadas
com
nitidez.
A correção desse defeito é possível através da utilização de uma lente convergente. Tal lente
convergente deve fornecer, de um objeto real, situado em um ponto próximo do olho, uma
imagem que se comporta como objeto real para o olho, dando uma imagem final nítida.
À esquerda, esquema do olho do Hipermétrope. À direita, a visão do hipermétrope
Astigmatismo
Consiste no fato de que as superfícies que compõem o globo ocular apresentam diferentes raios
de curvatura, ocasionando uma falta de simetria de revolução em torno do eixo óptico.
A correção é feita com a utilização de lentes cilíndricas capazes de compensar tais diferenças
entre os raios de curvatura.
ELETRIZAÇÃO POR ATRITO, CONTATO E INDUÇÃO
Os processos de eletrização ocorrem na natureza constantemente e, muitas vezes, tais
fenômenos passam despercebidos por nós. O fenômeno da eletrização consiste na transferência
de cargas elétricas entre os corpos, e essa transferência pode ocorrer por três processos
conhecidos: por atrito, por contato e por indução.
Eletrização por atrito
Para entender como ocorre a eletrização por atrito, faça a seguinte experiência. Pegue uma
caneta esferográfica e corte alguns pedaços de papel bem pequeno. Agora atrite a parte de trás
da caneta em seu cabelo e depois aproxime a parte atritada aos pedaços de papel.
Você irá observar os pequenos pedaços de papel sendo atraídos pela caneta. Isso ocorre porque
quando você atritou a caneta no seu cabelo, houve uma transferência de elétrons entre os dois
corpos, o que deixou a caneta carregada eletricamente. Ao aproximar essa caneta dos pedaços
de papel, que são neutros, eles serão atraídos.
É importante assinalar que após o atrito, os corpos atritados ficam com cargas de sinais opostos.
Isso é determinado por uma tabela chamada de série triboelétrica. Na figura que segue temos
uma versão resumida dessa série.

Figura 1
É muito simples entender o funcionamento da série triboelétrica. Se atritarmos, por exemplo, lã
com celuloide, a lã ficará carregada positivamente, enquanto que o celuloide ficará carregado
negativamente. Isso quer dizer, que durante o atrito, a lã perdeu elétrons e o celuloide, por sua
vez, ganhou elétrons.
A eletrização por contato
A eletrização por contato, diferentemente da eletrização por atrito, necessita de pelo menos um
dos corpos carregado eletricamente. Para entender o funcionamento do processo da eletrização
por contato, considere um condutor carregado positivamente e outro condutor neutro.

Figura 2
Aproxima-se o condutor positivo do condutor neutro até que ocorra o contato entre eles.
Quando isso acontece, haverá uma transferência de elétrons do corpo neutro para o corpo
carregado positivamente. Essa transferência irá ocorrer de maneira bem rápida até que ambos os
condutores fiquem com o mesmo potencial elétrico.

Figura 3
Separando-se os dois condutores, eles estarão com cargas de mesmo sinal.

Figura 4
É importante salientar também que está valendo o princípio da conservação das cargas elétricas,
que diz que a quantidade de cargas elétricas antes do contato é igual à quantidade de cargas
elétricas depois do contato. Se os dois corpos forem absolutamente idênticos, no final da
experiência eles ficarão com a mesma quantidade de carga elétrica, que será determinada pela
média aritmética da quantidade de cargas antes do contato.
Eletrização por indução
Na eletrização por atrito e por contato, há obrigatoriamente a necessidade do contato físico entre
os corpos. Na eletrização por indução isso já não é necessário e é por isso que esse processo
recebe esse nome.
Considere três condutores, um carregado eletricamente e ou outros dois neutros e encostados
um no outro.

Figura 6
Aproxima-se o condutor carregado dos condutores neutros. O condutor carregado será o indutor
e os condutores neutros, os induzidos.
Durante essa aproximação, observa-se uma separação de cargas nos condutores neutros. Como o
indutor é positivo, o induzido mais próximo do indutor ficará negativo e o induzido mais
afastado ficará positivo.

Figura 7
Agora com o indutor ainda próximo, separam-se os dois condutores que estão juntos.

Figura 8
E por fim retira-se o indutor das proximidades dos outros dois corpos. Teremos como resultado
os dois condutores que inicialmente eram neutros, agora carregados com cargas de sinais a
opostos. Note que em momento algum houve o contato entre o condutor carregado e os
condutores inicialmente neutros.

Figura 9
Um exemplo de uma consequência da eletrização por indução são os raios. Quando temos uma
nuvem carregada eletricamente durante uma tempestade, ela irá induzir na superfície cargas de
sinais opostos criando assim um campo elétrico entre a nuvem e a superfície. Se esse campo
elétrico for muito intenso teremos uma descarga elétrica violenta que nós conhecemos como
raio.
CONDUTORES E ISOLANTES
De maneira simplificada, os corpos condutores uma vez eletrizados com certa carga, têm essa
carga distribuída por toda a sua extensão. São exemplos comuns de condutores os corpos
metálicos.
Corpo isolante, uma vez eletrizado com certa carga, permanece com ela retida na região
originalmente eletrizada. São exemplos de isolantes: vidro, borracha, papel, plástico, madeira,
etc.
ELETRICIDADE E CORRENTE ELÉTRICA
A eletricidade consiste, de uma forma resumida, na passagem de elétrons e íons presentes na
natureza de um corpo para outro. Essa ação depende de uma série de fatores: se o corpo é um
condutor ou isolante, da criação de um campo elétrico (fenômeno causado por ação de cargas
elétricas que exercem força sobre outro corpo num determinado espaço), do potencial elétrico (o
poder do campo elétrico de realizar um trabalho) e ainda outras variáveis como a potencial
elétrica, a existência de correntes elétricas e outros fatores.
Corrente Elétrica
Ao se estudarem situações onde as partículas eletricamente carregadas deixam de estar em
equilíbrio eletrostático passamos à situação onde há deslocamento destas cargas para um
determinada direção e em um sentido, este deslocamento é o que chamamos corrente elétrica.
Estas correntes elétricas são responsáveis pela eletricidade considerada utilizável por nós.
Normalmente utiliza-se a corrente causada pela movimentação de elétrons em um condutor, mas
também é possível haver corrente de íons positivos e negativos (em soluções eletrolíticas ou
gases ionizados).
A corrente elétrica é causada por uma diferença de potencial elétrico (d.d.p./ tensão). E ela é
explicada pelo conceito de campo elétrico, ou seja, ao considerar uma carga A positiva e outra
B, negativa, então há um campo orientado da carga A para B. Ao ligar-se um fio condutor entre
as duas os elétrons livres tendem a se deslocar no sentido da carga positiva, devido ao fato de
terem cargas negativas, lembrando que sinais opostos são atraídos.
Desta forma cria-se uma corrente elétrica no fio, com sentido oposto ao campo elétrico, e este é
chamado sentido real da corrente elétrica. Embora seja convencionado que a corrente tenha o
mesmo sentido do campo elétrico, o que não altera em nada seus efeitos (com exceção para o
fenômeno chamado Efeito Hall), e este é chamado o sentido convencional da corrente.
Para calcular a intensidade da corrente elétrica (i) na secção transversal de um condutor se
considera o módulo da carga que passa por ele em um intervalo de tempo, ou seja:
Resistência Elétrica
Ao aplicar-se uma tensão U, em um condutor qualquer se estabelece nele uma corrente elétrica
de intensidade i. Para a maior parte dos condutores estas duas grandezas são diretamente
proporcionais, ou seja, conforme uma aumenta o mesmo ocorre à outra.
Desta forma:
A esta constante chama-se resistência elétrica do condutor (R), que depende de fatores como a
natureza do material. Quando esta proporcionalidade é mantida de forma linear, chamamos o
condutor de ôhmico, tendo seu valor dado por:
Associação de Resistores
Em nosso dia-a-dia utilizamos vários aparelhos elétricos onde são empregados circuitos com
dois ou mais resistores. Em muitos destes circuitos utiliza-se uma associação de resistores. A
associação de resistores pode ocorrer basicamente de três maneiras diferentes: Associação em
série, associação em paralelo e associação mista.
Em algumas aplicações vários resistores são ligados um em seguida do outro para obter o
circuito desejado, como é o caso das lâmpadas decorativas de natal, um bom exemplo de
associação de resistores em série.
Associação em série:
Na associação em série todos os resistores são
percorridos pela mesma corrente elétrica. Os
resistores são ligados um em seguida do outro,
existindo apenas um caminho para a corrente
elétrica. Observe a figura abaixo:
O valor da resistência equivalente é dado pela
soma das resistências dos resistores que
constituem a série.
Associação em Paralelo
Nesse tipo de associação os resistores são ligados
um do lado do outro, de forma que todos os resistores
ficam submetidos à mesma diferença de potencial,
veja como fica o esquema de um circuito com
associação de resistores em paralelo:
A corrente elétrica total que circula por este tipo de circuito é igual à soma da corrente elétrica
que atravessa cada um dos resistores, ou seja:
i = i1 + i 2 + i3
O valor da resistência equivalente desse tipo de circuito
elétrico é sempre menor do que o valor de qualquer uma das
resistências que compõem o circuito. E para calcular o seu
valor, o da resistência equivalente, podemos utilizar a seguinte
equação matemática:
Associação Mista
Uma associação mista é composta quando associamos resistores em série e em paralelo no
mesmo circuito. Observe na figura abaixo que os resistores R1 e R2 estão em série e os
resistores R3 e R4 estão em paralelo:
Nas associações mistas também podemos
encontrar um valor para a resistência
equivalente. Para isto devemos considerar
cada associação (série ou paralelo)
separadamente, sendo que todas as
propriedades descritas acima são válidas
para estas associações.
1- O fusível é considerado um dispositivo que previne os circuitos
elétricos. Eles são ligados em série, e a parte do circuito elétrico, deve
ficar protegida. Eles são compostos por alguns condutores de baixo ponto
de fusão, como por exemplo, o estanho e o chumbo. Quando uma
corrente elétrica de intensidade maior do que a permitida passa por esse
circuito, elas se fundem e interrompem o circuito.
2- O Disjuntor tem a mesma função do fusível que é proteger uma
instalação elétrica contra os circuitos elétricos, ou seja, ele abre o
circuito caso a corrente elétrica ultrapasse determinado valor.
Vejamos como são os disjuntores:
Potência elétrica
Quando um trabalho é realizado num intervalo de tempo menor que a de outro, nos referimos à
potência, estamos relacionando o trabalho com o tempo gasto para realizá-lo
Se um guindaste A demora, por exemplo, 100s para elevar os blocos, enquanto o guindaste B
gasta 150s, as potências dos dois guindastes são diferentes.
Cálculo da Potência Elétrica
Em Física o conceito de trabalho pode estar relacionado à transferência de energia. Assim
podemos escrever a equação da potência da seguinte forma:
Exemplo: Suponha que um resistor, submetido a uma determinada tensão e a uma intensidade
de corrente, transforma 14.000J de energia elétrica em energia térmica, em 5s. Qual será a
potência desse resistor?
Podemos calcular o valor da potência, multiplicando o valor da tensão elétrica aplicada no
circuito (U) pelo valor da intensidade da corrente (i) que percorre o resistor.
Exemplo: Uma lâmpada incandescente apresenta os calores nominais 120V – 150W. Qual o
valor da resistência elétrica dessa lâmpada?
1) Complete os espaços abaixo. A partir de um objeto real, um espelho plano forma uma
imagem:
a) Formada no encontro dos prolongamentos dos raios refletidos,
b) Está à mesma distância do espelho que o objeto,
c) Com as mesmas dimensões do objeto,
d) O lado direito da imagem corresponde ao esquerdo do objeto
2) Um objeto está em frente a um espelho plano, a 10cm dele. O olho de um observador está a
20cm do espelho e sobre a mesma linha que liga o objeto à imagem do objeto. A que distância
do olho do observador se forma a imagem do objeto?
a) 10cm
b) 20cm
c) 30cm
d) 40cm
e) 50cm
3) A figura a seguir mostra esquematicamente dois defeitos de visão, que podem ser corrigidos
pelo uso das seguintes lentes:
a) convergentes para os casos A e B.
b) divergentes para os casos A e B.
c) convergente para o caso A e divergente para o caso B.
d) divergente para o caso A e convergente para o caso B.
e) um dos defeitos mostrados não pode ser corrigido com o uso de lentes.
4) (Unesp) A figura a seguir representa um espelho plano, um objeto, 0, sua imagem, I, e cinco
observadores em posições distintas, A, B, C, D e E.
Entre as posições indicadas, a única da qual o observador poderá ver a imagem I é a posição
a) A.
b) B.
c) C.
d) D.
e) E.
5) Complete corretamente, e em sequência, a afirmativa. “Lentes divergentes de vidro
envolvidas pelo ar, forma, sempre, imagens de objetos reais, que são ______ e _______ que os
objetos”.
a) virtuais; maiores
c) reais; de mesmo tamanho
e) reais; menores
b) virtuais; menores
d) reais; maiores
6) A imagem da figura a seguir obtida por reflexão no espelho plano E é mais bem representada
por:
7) Em uma alusão ao episódio em que Arquimedes teria usado uma lente para queimar as velas
de navios utilizando a luz solar, o cartunista Mauricio de Sousa fez a seguinte tirinha:
(RAMALHO Jr., F. et alii. Os Fundamentos da Física. São Paulo: Moderna, 1979.)
Sabendo que essa lente está imersa no ar, pode-se afirmar que ela é do tipo:
a) plana
b) côncava
c) convexa
d) côncavo-convexa
8) A correção da miopia e a correção da hipermetropia são feitas com lentes respectivamente:
MIOPIA
HIPERMETROPIA
a) afocal
divergente
b) convergente
divergente
c) afocal
convergente
d) divergente
afocal
e) divergente
convergente
9) Considere as afirmações:
I — Na eletrização por atrito, os corpos atritados adquirem cargas de mesmo valor absoluto e
sinais contrários.
II — Na eletrização por contato o corpo neutro adquire carga de mesmo sinal que o eletrizado.
III — Na eletrização por contato os corpos adquirem cargas de sinais contrários.
São corretas:
a) todas
b) apenas I e II
c) apenas I e III
d) apenas II e III
e) nenhuma.
10) Explique o que acontece nas ilustrações abaixo:
A
C
B
A:
B:
C:
A figura abaixo está relacionada às questões 1, 2 e 3.
11) Observe os esquemas dos circuitos A, B e C. Indique o tipo de resistores:
A=
B=
C=
2) Se a lâmpada R3 se queimar, o que irá acontecer nos circuitos com as demais lâmpadas:
A=
B=
C=
12) Em uma residência, na qual a voltagem é de 120V, está instalado um fusível de 27A. Nesta
residência são utilizados eventualmente diversos aparelhos eletrodomésticos, nos quais
encontra-se especificada a potência de cada um:
Chuveiro: 20A ;
Televisor: 1A;
Liquidificador: 2A;
Ebulidor: 7A;
Lâmpadas: 0,5A(cada uma).
O fusível queimará se forem ligados simultaneamente:
( ) chuveiro, o televisor e o liquidificador.
( ) O chuveiro e o ebulidor.
( ) O ebulidor, o liquidificador e o televisor.
( ) 10 lâmpadas, o televisor e o chuveiro.
( ) O ebulidor, o televisor, o liquidificador e 5 lâmpadas.
13)Quais dispositivos tem função que é proteger uma instalação elétrica contra os circuitos
elétricos, ou seja, ele abre o circuito caso a corrente elétrica ultrapasse determinado valor.