roteiro de estudos de recuperação e revisão – 2º

Disciplina
Física
Curso
Professor
Série
Ensino Médio
André Ito
3ª E.M.
ROTEIRO DE ESTUDOS DE RECUPERAÇÃO E REVISÃO – 2º BIMESTRE
Aluno (a):
Número:
1 - Conteúdo:
Introdução ao estudo de ondas, os fenômenos ondulatórios e as ondas sonoras.
2 - Data de entrega: Na aula de recuperação
3 - Material para consulta:
Livro didático, portfólio e caderno com as anotações.
4 - Trabalho a ser desenvolvido:
O aluno deverá resolver os seguintes exercícios com as devidas resoluções e justificativas quando houver, ou não,
múltipla escolha. Deverá ser entregue as resoluções em folha a parte (pautada ou de caderno) com as devidas
identificações.
Lista de exercícios
1. A uma certa hora da manhã, a inclinação dos raios solares é tal que um muro de 4,0 m de altura projeta, no chão horizontal,
uma sombra de comprimento 6,0 m.
Uma senhora de 1,6 m de altura, caminhando na direção do muro, é totalmente coberta pela sombra quando se encontra a
quantos metros do muro?
2. Em 29 de maio de 1919, em Sobral (CE), a teoria 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 diâmetro 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
3. 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.
4. Durante uma aula experimental em um laboratório didático o professor pede para um aluno projetar a imagem da chama de
uma vela sobre um anteparo. Para realizar essa tarefa ele poderá escolher um único objeto do conjunto a seguir:
I. espelho plano
II. espelho côncavo
III. espelho convexo
IV. lente biconvexa
V. lente bicôncava
Desse conjunto, os possíveis objetos que permitem ao aluno realizar a tarefa com sucesso são:
a) somente I
b) somente II
c) I, II e IV
d) II e IV
e) III e V
5. Com o intuito de preservar o meio ambiente e, também, fazer economia, em edificações de algumas regiões do país, têm
sido utilizadas caixas de leite longa vida ou de sucos, que são aluminizadas em seu interior, para fazer a forração de telhados e,
com isso, conseguir temperaturas mais agradáveis. Essa utilização se justifica por causa
a) das correntes de convecção.
b) da refração dos raios solares.
c) da difusão do calor por toda a superfície.
d) da troca de calor do interior com o meio exterior.
e) do fenômeno da reflexão da radiação solar.
6. A eficiência das lâmpadas pode ser comparada utilizando a razão, considerada linear, entre a quantidade de luz produzida e
o consumo. A quantidade de luz é medida pelo fluxo luminoso, cuja unidade é o lúmen (lm). O consumo está relacionado à
potência elétrica da lâmpada que é medida em watt (W). Por exemplo, uma lâmpada incandescente de 40 W emite cerca de 600
lm, enquanto uma lâmpada fluorescente de 40 W emite cerca de 3000 lm.
Disponível em: http://tecnologia.terra.com.br. Acesso em: 29 fev. 2012 (adaptado).
A eficiência de uma lâmpada incandescente de 40 W é
a) maior que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W, que produz menor quantidade de luz.
b) maior que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, que produz menor quantidade de luz.
c) menor que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W, que produz a mesma quantidade de luz.
d) menor que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, pois consome maior quantidade de energia.
e) igual a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, que consome a mesma quantidade de energia.
7. A formação de sombra de objetos iluminados é uma situação observável e comum em nosso cotidiano. Esse fato explica-se
porque a luz
a) brilha intensamente.
b) reflete difusamente.
c) desloca em trajetória retilínea.
d) propaga com velocidade constante.
8. Uma bandeira do Brasil, que se encontra em uma sala escura, é iluminada com luz monocromática de cor azul.
As cores apresentadas pelo retângulo, pelo losango, pelas letras da faixa central e pelo circulo são, respectivamente,
a) verde, amarela, branca e azul.
b) preta, preta, azul e azul.
c) preta, preta, preta e azul.
d) azul, preta, verde e azul.
e) preta, preta, preta e preta.
9. Uma câmara escura de orifício reproduz uma imagem de 10 cm de altura de uma árvore observada. Se reduzirmos em
15 m a distância horizontal da câmara à árvore, essa imagem passa a ter altura de 15 cm.
a) Qual é a distância horizontal inicial da árvore à câmara?
b) Ao se diminuir o comprimento da câmara, porém mantendo seu orifício à mesma distância da árvore, o que ocorre com a
imagem formada? Justifique.
10. A figura ilustra, fora de escala, a ocorrência de um eclipse do Sol em determinada região do planeta Terra. Esse evento
ocorre quando estiverem alinhados o Sol, a Terra e a Lua, funcionando, respectivamente, como fonte de luz, anteparo e
obstáculo.
Para que possamos presenciar um eclipse solar, é preciso que estejamos numa época em que a Lua esteja na fase
a) nova ou cheia.
b) minguante ou crescente.
c) cheia, apenas.
d) nova, apenas.
e) minguante, apenas.
11. O camaleão é um animal que possui capacidade mimética: pode trocar a coloração de sua pele para reproduzir a cor da
superfície com a qual está em contato. Do ponto de vista do comportamento de ondas eletromagnéticas, 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.
12. A figura 1 mostra um quadro de Georges Seurat, grande expressão do pontilhismo.
De forma grosseira podemos dizer que a pintura consiste de uma enorme quantidade de pontos de cores puras, bem próximos
uns dos outros, tal que a composição adequada dos pontos causa a sensação de vibração e efeitos de luz e sombra
impressionantes.
Alguns pontos individuais podem ser notados se chegarmos próximo ao quadro. Isso ocorre porque a resolução 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.
Considerando que para ângulos θ 0,17 rad é válida a aproximação tg θ
pontos, representados na figura 2, é, em milímetros, igual a
a) 0,1.
b) 0,2.
c) 0,5.
d) 0,7.
e) 0,9.
θ , a distância d aproximada entre esses dois
13. 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 exclusivamente 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.
14. Considere as proposições sobre a luz e assinale a alternativa incorreta.
a) A luz se propaga em linha reta nos meios homogêneos e, ao incidir sobre a superfície de um espelho côncavo, é refletida.
b) Quando um raio de luz segue uma trajetória num sentido qualquer e é refletido por um espelho plano, o raio refletido seguirá
a mesma trajetória do raio incidente.
c) Em um meio homogêneo, a luz que incide sobre uma lente pode seguir direções diferentes após atravessar essa lente, mas
ainda em linha reta.
d) Os raios luminosos são independentes entre si, por isso, podem cruzar-se sem que suas trajetórias sejam alteradas.
e) No vácuo, a luz propaga-se em linha reta.
15. A luz natural apresenta várias propriedades, entre elas a polarização. Sobre polarização da luz, assinale o que for correto.
01) Se a luz não polarizada tornar-se polarizada, a intensidade luminosa é reduzida pela metade.
02) Todo ponto de uma luz polarizada corresponde a um mesmo plano de vibração, em qualquer instante.
04) A luz natural pode ser polarizada por reflexão ou por refração.
08) Só é possível obter-se a luz polarizada por meio de uma lâmpada especial.
16) O olho humano não consegue distinguir se um feixe luminoso é ou não polarizado.
16. Para que uma substância seja colorida ela deve absorver luz na região do visível. Quando uma amostra absorve luz visível, a
cor que percebemos é a soma das cores restantes que são refletidas ou transmitidas pelo objeto. A Figura 1 mostra o espectro
de absorção para uma substância e é possível observar que há um comprimento de onda em que a intensidade de absorção é
máxima. Um observador pode prever a cor dessa substância pelo uso da roda de cores (Figura 2): o comprimento de onda
correspondente à cor do objeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima.
Qual a cor da substância que deu origem ao espectro da Figura 1?
a) Azul.
b) Verde.
c) Violeta.
d) Laranja.
e) Vermelho.
17. Os fenômenos luminosos são estudados há muito tempo. A luz, como qualquer onda eletromagnética, tem grandes
aplicações na engenharia e na medicina, entre outras áreas. Quando a luz atinge uma superfície, um ou mais fenômenos podem
ocorrer, como a reflexão, refração, difusão e absorção.
A seguir são feitas as seguintes afirmativas:
I. Quando olhamos uma moeda dentro de um recipiente com água, sabemos que ela não se encontra na posição vista
aparentemente, por causa do fenômeno da reflexão, que desvia os raios luminosos.
II. Para acendermos um palito de fósforo por meio de raios solares, podemos usar lentes do tipo convergentes.
III. Toda onda eletromagnética, como a luz, pode se propagar no vácuo.
IV. Colocando-se um objeto entre dois espelhos planos e paralelos, obtém-se um número infinito de imagens.
São corretas apenas quais?
18. Quando a luz se propaga, sempre ocorrem alguns fenômenos. Nesse contexto, assinale o que for correto.
01) Se nos colocarmos próximos a um espelho côncavo, veremos uma imagem diminuída e direita, mas se nos afastarmos
gradativamente veremos que a imagem se torna confusa para depois reaparecer maior e invertida.
02) Os fenômenos da reflexão, refração e absorção ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente.
04) A observação de objetos só é possível porque imitem luz própria ou refletem a luz que neles incide.
08) Um objeto posicionado na frente de uma superfície refletora ondulada tem sua imagem deformada.
19. O processo de interpretação de imagens capturadas 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 refletância de um dado objeto e o comprimento de
onda da REM é conhecida como curva de comportamento espectral ou assinatura espectral do objeto, como mostrado na figura,
para objetos comuns na superfície terrestre.
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 ( m) ?
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.
20. 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 totalmente 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 3 105 km.
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.
21. Uma equipe de cientistas lançará uma expedição ao Titanic para criar um detalhado mapa 3D que “vai tirar, virtualmente, o
Titanic do fundo do mar para o público”. A expedição ao local, a 4 quilômetros de profundidade no Oceano Atlântico, está sendo
apresentada como a mais sofisticada expedição científica ao Titanic.
Ela utilizará tecnologias de imagem e sonar que nunca tinham sido aplicadas ao navio, para obter o mais completo inventário de
seu conteúdo. Esta complementação é necessária em razão das condições do navio, naufragado há um século.
O Estado de São Paulo. Disponível em: http://www.estadao.com.br. Acesso em: 27 jul. 2010 (adaptado).
No problema apresentado para gerar imagens através de camadas de sedimentos depositados no navio, o sonar é mais
adequado, pois a
a) propagação da luz na água ocorre a uma velocidade maior que a do som neste meio.
b) absorção da luz ao longo de uma camada de água é facilitada enquanto a absorção do som não.
c) refração da luz a uma grande profundidade acontece com uma intensidade menor que a do som.
d) atenuação da luz nos materiais analisados é distinta da atenuação de som nestes mesmos materiais.
e) reflexão da luz nas camadas de sedimentos é menos intensa do que a reflexão do som neste material.
22. Antes de serem usados em joias, os diamantes passam pelo processo de lapidação, no qual se cortam as laterais da pedra
que passam a ter muitas faces. A luz branca incidente no diamante pode sofrer decomposição e mostrar as cores do arco-íris.
Quando ocorre essa decomposição, o diamante tem comportamento similar a um(a):
a) lente.
b) espelho plano.
c) espelho côncavo.
d) espelho convexo.
e) prisma óptico.
23. Ao incidir sobre um prisma de vidro, um feixe de luz branca é decomposto em várias cores. Esse fenômeno acontece
porque as ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda se propagam no vidro com diferentes velocidades, de
modo que o índice de refração n tem valor diferente para cada comprimento de onda. O estudo das propriedades óticas de um
pedaço de vidro forneceu o gráfico ao lado para o índice de refração em função do comprimento de onda da luz. Suponha a
8
velocidade da luz no vácuo igual a 3,0 x 10 m/s.
Com base nos conceitos de ótica e nas informações do gráfico, assinale a alternativa correta.
a) Luz com comprimento de onda entre 450 nm e 550 nm se propaga no vidro com velocidades de mesmo módulo.
8
b) A frequência da luz com comprimento de onda 600 nm é de 3,6 x 10 Hz.
c) O maior índice de refração corresponde à luz com menor frequência.
8
d) No vidro, a luz com comprimento de onda 700 nm tem uma velocidade, em módulo, de 2,5 x 10 m/s.
e) O menor índice de refração corresponde à luz com menor velocidade de propagação no vidro.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
A nanotecnologia, tão presente nos nossos dias, disseminou o uso do prefixo neno (n) junto a unidades de medida. Assim,
comprimentos de onda da luz visível são, modernamente, expressos em nanômetros (nm), sendo 1 nm
1 10
9
m.
8
(Considere a velocidade da luz no ar igual a 3 10 m / s .)
24. Um feixe de luz monocromática de comprimento de onda igual a 600 nm, propagando-se no ar, incide sobre um bloco de
vidro, cujo índice de refração é 1,5. O comprimento de onda e a frequência do feixe que se propaga dentro do vidro são,
respectivamente,
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Os Dez Mais Belos Experimentos da Física
A edição de setembro de 2002 da revista Physics World apresentou o resultado de uma enquete realizada entre seus leitores
sobre o mais belo experimento da Física. Na tabela abaixo são listados os dez experimentos mais votados.
1) Experimento da dupla fenda de Young, realizado
com elétrons.
2) Experimento da queda dos corpos, realizada por
Galileu.
3) Experimento da gota de óleo.
4) Decomposição da luz solar com um prisma,
realizada por Newton.
5) Experimento da interferência da luz,
realizada por Young.
6) Experimento com a balança de torsão, realizada por Cavendish.
7) Medida da circunferência da Terra, realizada por
Erastóstenes.
8) Experimento sobre o movimento de corpos num plano inclinado,
realizado por Galileu.
9) Experimento de Rutherford.
10) Experiência do pêndulo de Foucault.
25. O experimento de decomposição (dispersão) da luz solar, realizado por Newton, é extraordinariamente simples, sendo
necessário somente um prisma. Como ilustra a figura abaixo, ao passar por um prisma, a luz solar, que é branca, se decompõe
nas cores do arco-íris.
Com relação aos fenômenos da luz ao atravessar o prisma, é correto afirmar:
a) Na dispersão da luz, a luz monocromática de maior frequência sofrerá o menor desvio.
b) Num prisma, a dispersão da luz branca é menos acentuada que numa única superfície dióptrica.
c) A separação da luz branca nas cores do arco-íris é possível porque cada cor tem um índice de refração diferente.
d) Neste experimento, Newton demonstrou que, combinando dois ou mais prismas, é possível decompor a luz branca, porém a
sua recomposição não é possível.
26. Uma determinada montagem óptica é composta por um anteparo, uma máscara com furo triangular 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 imagem projetada no anteparo com apenas L1 acesa.
O esboço que melhor representa o anteparo iluminado pelas três lâmpadas acesas é
a)
b)
c)
d)
e)
27. 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; tratou-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)
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.
28. Para medir distâncias utilizando-se das propriedades geométricas da luz, um estudante providencia 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 observada da porta é 14 cm e
que a altura da porta é 2,15 m, conclui-se que a distância aproximada, em metros, entre o orifício da caixa e a porta é:
29. Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma das suas listras mais proeminentes, deixando o seu hemisfério sul
estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa sumiu, destacada pela seta.
A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera – uma no hemisfério norte e outra no
hemisfério sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao
movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do Sol, refletida nessas nuvens, gera a imagem que é
captada pelos telescópios, no espaço ou na Terra.
O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma alteração
a) na temperatura da superfície do planeta.
b) no formato da camada gasosa do planeta.
c) no campo gravitacional gerado pelo planeta.
d) na composição química das nuvens do planeta.
e) na densidade das nuvens que compõem o planeta.
30. Um professor de física propôs aos seus alunos que idealizassem uma experiência relativa ao fenômeno luminoso. Pediu
para que eles se imaginassem numa sala completamente escura, sem qualquer material 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).
Se tal experiência pudesse ser realizada nas condições 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.