PROVA DE FSICA

PROVA DE FÍSICA
2º ANO - 1ª MENSAL - 3º TRIMESTRE
TIPO A
01) Um raio de luz monocromática, propagando-se num meio transparente A, cujo índice de refração é nA, incide na
superfície s de separação com outro meio transparente B, de índice de refração nB, e se refrata como mostra o esquema a
seguir.
Sendo iˆ o ângulo de incidência e r̂ o ângulo de refração, analise as afirmações que seguem e marque V para a(s)
verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
(F) Se iˆ > rˆ , então nA > nB.
(V) A reflexão total pode ocorrer desde que a luz esteja se propagando do meio mais refringente para o menos refringente.
(F) O ângulo limite L̂ para esse par de meios é tal que senLˆ =
nB
.
nA
(V) A lei de Snell-Descartes, da refração, para a situação mostrada no esquema é expressa por: n A seniˆ = nB senrˆ .
(F) Se nA > nB, a velocidade de propagação da luz é maior no meio A que no B.
02) Em meados do século XX, pesquisadores começaram a sugerir a utilização de guias para conduzir a luz. Em 1970,
isso foi conseguido com um fio muito fino de fibra de vidro (núcleo), de índice de refração nx, revestido por outro material
de índice de refração nY, escolhido de modo a permitir que a luz fosse totalmente refletida ao longo do fio. Dessa forma,
obteve-se o que atualmente é conhecido como fibra óptica. Suponha que um feixe laser penetre no núcleo de uma fibra
óptica a partir do ar, fazendo um ângulo com seu eixo, como indicado na figura, em que (90°– θ) é maior que o ângulo
limite.
Para que a luz seja totalmente refletida no interior da fibra, é necessário que:
a) nx < ny.
b) nx = 0.
c) nx = ny.
d) nx > ny.
e) ny = 0
03) Com relação ao fenômeno de refração, avalie as opções abaixo.
I. Para que ocorra o fenômeno da miragem, é necessário que o observador encontre-se numa posição diferente daquela onde
acontece a miragem e que a temperatura no local em que a miragem se dá seja maior do que a temperatura onde se encontra
o observador.
II. O fenômeno de reflexão total que se verifica quando o ar apresenta camadas de densidades diferentes é responsável pelo
fenômeno da miragem.
III. Fibras ópticas são fios muito finos, constituídos de materiais de índices de refração diferentes, os quais impedem que o
raio de luz sofra sucessivas reflexões em seu interior e inibem a interferência do dado enviado.
IV. Se um raio de luz, ao atravessar dois meios distintos, praticamente não sofrer alteração em sua velocidade, podemos
concluir que os índices de refração dos meios ópticos considerados são diferentes.
V. Ao observarmos o nascer do Sol, estamos observando a imagem do Sol, que na realidade encontra-se abaixo do
horizonte.
Estão corretas apenas as opções:
a) I, II e V.
b) II, III e IV.
c) I, III e V.
d) I, II e IV.
e) III, IV e V.
04) Um professor pediu a seus alunos que explicassem por que um lápis, dentro de um copo com água, parece estar
quebrado, como mostrado na figura a seguir.
Bruno respondeu: Isso ocorre porque a velocidade da luz na água é menor que a
velocidade da luz no ar.
Tomás explicou: Esse fenômeno está relacionado com a alteração da freqüência da
luz quando esta muda de meio.
Considerando-se essas duas respostas, é correto afirmar que:
a) apenas a de Bruno está certa.
b) apenas a de Tomás está certa.
c) as duas estão certas.
d) nenhuma das duas está certa.
e) não existe nenhum princípio físico que explique o que aconteceu.
05) Um raio de luz monocromática incide na fronteira separadora de dois meios transparentes de índices de refração
n1 = 2 e n2 = 1. Determine o ângulo limite de refração para esses dois meios e diga em que sentido deve se propagar o raio
de luz para que ocorra a reflexão total.
n
senLˆ = menor
nmaior
1
senLˆ =
2
senLˆ =
2
2
Lˆ = 45º
n2 < n1
n1 luz
uur n2
06) Um mergulhador está imerso em um lago, a uma profundidade de 4 m em relação à superfície. Um planador sobrevoa
o mesmo lago e é visto pelo observador a uma altura de 10 m em relação a ele. Qual é a altura real do planador? (O índice
de refração da água é igual a 1,5.)
nobservador
p'
=
nobjeto
p
1,5 6
=
p
1
6
p=
1,5
p = 4m ⇒ em relaçao a superficie
07) Um raio de luz se propaga no ar e atinge um meio x. Para um ângulo de incidência de 60°, o ângulo de refração
correspondente é de 30°. Qual é o índice de refração do meio x?
nar .seniˆ = nx .senrˆ
1.sen60º = nx .sen30º
3
1
= nx .
2
2
nx = 3
PROVA DE FÍSICA
2º ANO - 1ª MENSAL - 3º TRIMESTRE
TIPO B
01) Em meados do século XX, pesquisadores começaram a sugerir a utilização de guias para conduzir a luz. Em 1970, isso
foi conseguido com um fio muito fino de fibra de vidro (núcleo), de índice de refração nY, revestido por outro material de
índice de refração nX, escolhido de modo a permitir que a luz fosse totalmente refletida ao longo do fio. Dessa forma,
obteve-se o que atualmente é conhecido como fibra óptica. Suponha que um feixe laser penetre no núcleo de uma fibra
óptica a partir do ar, fazendo um ângulo com seu eixo, como indicado na figura, em que (90° – θ) é maior que o ângulo
limite.
Para que a luz seja totalmente refletida no interior da fibra, é necessário que:
a) nX < nY.
b) nX = 0.
c) nX = nY.
d) nX > nY.
e) nY = 0
02) Com relação ao fenômeno de refração, avalie as opções abaixo e assinale verdadeiro (V) ou falso (F).
(V) Para que ocorra o fenômeno da miragem, é necessário que o observador encontre-se numa posição diferente daquela
onde acontece a miragem e que a temperatura no local em que a miragem se dá seja maior do que a temperatura onde se
encontra o observador.
(V) O fenômeno de reflexão total que se verifica quando o ar apresenta camadas de densidades diferentes é responsável pelo
fenômeno da miragem.
(F) Fibras ópticas são fios muito finos, constituídos de materiais de índices de refração diferentes, os quais impedem que o
raio de luz sofra sucessivas reflexões em seu interior e inibem a interferência do dado enviado.
(F) Se um raio de luz, ao atravessar dois meios distintos, praticamente não sofrer alteração em sua velocidade, podemos
concluir que os índices de refração dos meios ópticos considerados são diferentes.
(V) Ao observarmos o nascer do Sol, estamos observando a imagem do Sol, que na realidade encontra-se abaixo do
horizonte.
03) Um raio de luz monocromática, propagando-se num meio transparente A, cujo índice de refração é nA, incide na
superfície s de separação com outro meio transparente B, de índice de refração nB, e se refrata como mostra o esquema a
seguir.
Sendo o ângulo de incidência e o ângulo de refração, analise as afirmações que seguem;
I. Se iˆ > rˆ , então nA > nB.
II. A reflexão total pode ocorrer desde que a luz esteja se propagando do meio mais refringente para o menos refringente.
III. O ângulo limite L̂ para esse par de meios é tal que senLˆ =
nB
.
nA
IV. A lei de Snell-Descartes, da refração, para a situação mostrada no esquema é expressa por: n A seniˆ = nB senrˆ .
V. Se nA > nB, a velocidade de propagação da luz é maior no meio A que no B.
Estão corretas apenas as alternativas:
a) I e V.
b) II, III e IV.
c) I, III e V.
d) II e IV.
e) III, IV e V.
04) Um pássaro sobrevoa em linha reta, e a baixa altitude há uma piscina em cujo fundo se encontra uma pedra. Podemos
afirmar que:
a) com a piscina cheia, o pássaro poderá ver a pedra durante um intervalo de tempo maior do que se a piscina estivesse
vazia.
b) com a piscina cheia ou vazia, o pássaro poderá ver a pedra durante o mesmo intervalo de tempo.
c) o pássaro somente poderá ver a pedra enquanto estiver voando sobre a superfície da água.
d) o pássaro, ao passar sobre a piscina, verá a pedra numa posição mais profunda do que aquela em que ela realmente se
encontra.
e) o pássaro nunca poderá ver a pedra.
05) Um raio de luz se propaga no ar e atinge um meio x. Para um ângulo de incidência de 60°, o ângulo de refração
correspondente é de 45°. Qual é o índice de refração do meio x?
nar .seniˆ = nx .senrˆ
1.sen60º = nx .sen45º
3
2
= nx .
2
2
3
nx =
2
nx =
6
2
06) Um bloco de vidro está imerso em água, e um raio de luz monocromática que se propaga na água incide paralelamente
à superfície do dioptro água-vidro (incidência rasante). Calcule o ângulo limite de refração. (Dados: nágua = 3/2; nvidro = 3 )
n
senLˆ = menor
nmaior
3
senLˆ = 2
3
3 1
senLˆ = .
2 3
senLˆ =
3
2
Lˆ = 60º
nvidro < nagua
nvidro luz
uur nagua
07) Um avião sobrevoa um lago a uma altura de 150 m da superfície da água. No momento do sobrevôo, o mergulhador se
encontra a uma profundidade de 20 m da superfície, e que também observa o avião em seu vôo. Sabendo-se que o índice de
refração da água é 5/4, determine em que profundidade o mergulhador é visto pelo piloto do avião.
nobservador
p'
=
nobjeto
p
p´
1
=
5 20
4
4
p´= 20
5
p´= 16m ⇒ em relaçao a superficie
PROVA DE FÍSICA
2º ANO - 1ª MENSAL - 3º TRIMESTRE
TIPO C
01) Na figura abaixo representa-se a reflexão e a refração de um feixe de luz monocromática que incide sobre a superfície
de separação de dois meios, A e B.
Com base nas propriedades da luz, marque (V) para a(s) opção(ões) verdadeira(s) e (F) para a(s) falsa(s).
(V) Os ângulos θ1 e θ2 são iguais.
(F) O índice de refração do meio A é maior que o do meio B.
(V) A velocidade de propagação da luz no meio A é maior que no meio B.
(V) A velocidade da luz no meio A é diferente da velocidade da luz no meio B.
(F) Se θ1 = 60° e θ2 = 30°, o índice de refração do meio B em relação ao meio A é 2.
02) Um pássaro sobrevoa em linha reta, e a baixa altitude há uma piscina em cujo fundo se encontra uma pedra. Podemos
afirmar que:
a) com a piscina cheia, o pássaro poderá ver a pedra durante um intervalo de tempo maior do que se a piscina estivesse
vazia.
b) com a piscina cheia ou vazia, o pássaro poderá ver a pedra durante o mesmo intervalo de tempo.
c) o pássaro somente poderá ver a pedra enquanto estiver voando sobre a superfície da água.
d) o pássaro, ao passar sobre a piscina, verá a pedra numa posição mais profunda do que aquela em que ela realmente se
encontra.
e) o pássaro nunca poderá ver a pedra.
03) Um raio de luz proveniente do interior de um cristal, este imerso em um líquido ordinário, atinge a fronteira cristal–
líquido, passando a se propagar no líquido. Sabendo que no interior do líquido a velocidade do raio de luz é maior que no
cristal, assinale a alternativa correta.
a) O cristal é um meio mais refringente que o líquido.
b) Ao emergir do cristal, o raio de luz se aproxima da reta normal.
c) Ao penetrar no líquido, obrigatoriamente o raio de luz se afasta da normal.
d) Na direção apresentada de propagação do raio de luz, não existe possibilidade de ocorrer reflexão total.
e) A luz, ao trocar de meio de propagação, obrigatoriamente permanecerá na mesma direção de propagação.
04) Analise as afirmativas abaixo.
I. Para que ocorra o fenômeno da miragem, é necessário que o observador encontre-se numa posição diferente daquela onde
ocorre a miragem e que a temperatura no local onde a miragem ocorre seja maior do que a temperatura onde se encontra o
observador.
II. A transmissão da luz por fibras ópticas é baseada no fenômeno da refração.
III. A posição dos astros, vista por um observador na Terra, é mais elevada do que a real devido às diferenças de densidade
da atmosfera.
IV. Podemos afirmar que quanto maior o índice de refração de um meio, maior será a velocidade da luz nesse meio.
V. Quando um raio de luz atravessa dois meios distintos de índices de refração iguais, não ocorre o fenômeno de refração.
Estão corretas apenas as afirmativas:
a) II, IV e V.
b) I, III e V.
c) I, III e IV.
d) III, IV e V.
e) II, III e IV.
05) Uma águia sobrevoa uma lagoa a uma altitude de 15 m tentando caçar um peixe que está 18 m abaixo dela. Qual é a
posição aparente do peixe abaixo do dioptro água–ar? (O índice de refração da água é igual a 1,5.)
nobservador
p'
=
nobjeto
p
p´
1
=
1,5 3
3
p´=
1,5
p´= 2m
06) Quando a luz se propaga no vácuo para um líquido, o ângulo de incidência vale 45° e o de refração 30°. Determine a
velocidade com que a luz se propaga no líquido.
nx =
c
vx
1.sen45º = nx .sen30º
vx =
2
1
= nx .
2
2
c
nx
vx =
3.108
2
nvacuo .seniˆ = nx .senrˆ
nx = 2
3. 2.108
vx =
m/s
2
07) Um raio de luz monocromática incide na fronteira separadora de dois meios transparentes de índices de refração
n1 = 2 e n2 = 1. Determine o ângulo limite de refração para esses dois meios e diga em que sentido deve se propagar o raio
de luz para que ocorra a reflexão total.
n
senLˆ = menor
nmaior
1
senLˆ =
2
senLˆ =
2
2
Lˆ = 45º
n2 < n1
n1 luz
uur n2
PROVA DE FÍSICA
2º ANO - 1ª MENSAL - 3º TRIMESTRE
TIPO D
01) O empregado de um clube está varrendo o fundo da piscina com uma vassoura que tem um longo cabo de alumínio. Ele
percebe que o cabo de alumínio parece entortar-se ao entrar na água, como mostra a figura a seguir.
Isso ocorre porque:
a) a luz do sol refletida na superfície da água interfere na luz do sol refletida pela parte da vassoura imersa na água.
b) a luz do sol refletida pela parte da vassoura imersa na água sofre reflexão parcial na superfície de separação água-ar.
c) a luz do sol refletida pela parte da vassoura imersa na água sofre reflexão total na superfície de separação água-ar.
d) o cabo de alumínio sofre uma dilatação na água, devido à diferença de temperatura entre a água e o ar.
e) a luz do sol refletida pela parte da vassoura imersa na água sofre refração ao passar pela superfície de separação água-ar.
02) Um raio de luz monocromática, propagando-se num meio transparente A, cujo índice de refração é nA, incide na
superfície s de separação com outro meio transparente B, de índice de refração nB, e se refrata como mostra o esquema a
seguir.
Sendo o ângulo de incidência e o ângulo de refração, analise as afirmações que seguem e assinale verdadeiro (V) ou
falso (F).
(F) Se iˆ > rˆ , então nA > nB.
(V) A reflexão total pode ocorrer desde que a luz esteja se propagando do meio mais refringente para o menos refringente.
(F) O ângulo limite L̂ para esse par de meios é tal que senLˆ =
nB
.
nA
(V) A lei de Snell-Descartes, da refração, para a situação mostrada no esquema é expressa por: n A seniˆ = nB senrˆ .
(F) Se nA > nB, a velocidade de propagação da luz é maior no meio A que no B.
03) Na figura abaixo representa-se a reflexão e a refração de um feixe de luz monocromática que incide sobre a superfície
de separação de dois meios, A e B.
Com base nas propriedades da luz, analise as afirmativas abaixo.
I. Os ângulos θ 1e θ2 são iguais.
II. O índice de refração do meio A é maior que o do meio B.
III. A velocidade de propagação da luz no meio A é maior que no meio B.
IV. A velocidade da luz no meio A é o dobro da velocidade da luz no meio B.
V. Se θ1 = 60° e θ2 =30°, o índice de refração do meio B em relação ao meio A é 2.
Estão corretas apenas as afirmativas:
a) I, II e III.
b) II e IV.
c) I e III.
d) III, IV e V.
e) II, III e IV.
04) Sobre a refração, é correto afirmar:
a) Sempre ocorre quando a luz se propaga do meio mais refringente para o meio menos refringente.
b) É caracterizada somente pela mudança na direção do raio de luz ao trocar de meio de propagação.
c) O índice de refração independe da velocidade da luz no meio considerado.
d) É responsável por fenômenos como o da propagação da luz em fibras ópticas, da observação das miragens, etc.
e) Quanto maior o índice de refração de um meio, maior a velocidade da luz nesse meio.
05) Um raio de luz incide na fronteira separadora de dois meios transparentes 1 e 2, de índices de refração n1 = 3 e n2 = 2.
Determine o ângulo limite de refração para esses dois meios e diga em que sentido deve se propagar o raio de luz para que
possa ocorrer a reflexão total.
n
senLˆ = menor
nmaior
senLˆ =
3
1
Lˆ = 60º
n1 < n2
n2 luz
uur n1
06) Uma águia, tentando caçar um peixe, sobrevoa uma lagoa a uma altitude de 18 m em relação ao peixe, que está a 3 m de
profundidade. O peixe percebe a presença da águia. Qual é a posição aparente da águia acima do dioptro água–ar? (O índice
de refração da água é igual a 1,5.)
nobservador
p'
=
nobjeto
p
1,5 p´
=
1 15
p´= 1,5.15
p´= 22,5m
07) O índice de refração de um líquido em relação ao ar é 6 / 3 . Um raio de luz monocromática que se propaga no meio
menos refringente incide na fronteira de separação com o meio mais refringente sob um ângulo de incidência de 45°,
sofrendo refração. Determine o ângulo de refração formado pelo raio de luz ao trocar de meio de propagação.
nliq .seniˆ = nar .senrˆ
6
.sen 45º = 1.senrˆ
3
6 2
= senrˆ
.
3 2
12
6
2 3
senrˆ =
6
3
senrˆ =
3
rˆ = 35°
senrˆ =