B - Sistema de Ensino Energia

GABARITO
Física B – Semiextensivo – V. 1
Exercícios
01)D
02.Verdadeira. A imagem é visível no aparelho óptico,
nesse caso, a própria água.
04.Falsa. A imagem não está sendo projetada na água,
e sim refletida por esta.
08.Verdadeira. A superfície da água não é lisa, então
ocorre reflexão difusa. O cachorrinho está vendo
sua imagem na água (reflexão especular) e ao
mesmo tempo vê o fundo do frasco (refração), pois
a luz muda o meio de propagação.
16.Falsa. A luz muda de meio, logo ocorre refração.
32.Falsa. A água nesse caso é um meio translúcido,
pois aceita parcialmente a passagem da luz e reflete
parte dos raios luminosos.
A luz é uma onda eletromagnética, pois se propaga em
todos os meios, inclusive no vácuo.
02)∆x = V . t ⇒ ∆x = 3 . 108 . 3 . 2 . 107 ∴
∆x = 9,6 . 1015 m
03)C
I. Falsa. É transparente.
II. Falsa. É translúcido.
III. Verdadeira.
04)45
01.Verdadeira. O sol emite luz a altas temperaturas.
02.Falsa. A lua é uma fonte de luz secundária, pois
a luz emitida por ela provém da luz do sol (fonte
primária).
04.Verdadeira. Nesse caso, a luz emitida deve vir de
uma fonte primária.
08.Verdadeira. Um fio ao rubro seria um fio "brasa".
Emite luz a altas temperaturas.
16.Falsa. Olho de gato é fonte de luz secundária,
necessita de uma fonte primária para ser visto.
32.Verdadeira. Emite luz a baixas temperaturas.
08)A
Nesse caso, a vitrina se comporta como um meio
translúcido, pois parte da luz é refletida e outra parte
é refratada, logo a formação dessa imagem pode ser
explicada pela reflexão parcial da luz.
09)E
A trajetória seguida por um raio de luz não depende do
sentido em que o percurso é feito. Então, isso explica
o fato de o passageiro olhar para o mesmo espelho e
também ver o motorista.
05)D
10)D
As radiações visíveis (luz) conseguem se propagar nos
meios transparentes (gás carbônico na atmosfera),
diferentemente das radiações infravermelhas (ondas
de calor) refletidas pela Terra, que não conseguem
sair da atmosfera devido a alta concentração de gás
carbônico (meio opaco).
06)12
01.Falsa. Princípio da propagação retilínea da luz.
02.Falsa. Modelo ondulatório da luz. A luz é uma onda
nesse caso.
04.Verdadeira. Os eclipses também são explicados
pelo fato de a luz se propagar em linha reta.
08.Verdadeira. Do tipo primária incandescente.
16.Falsa. Quanto maior o comprimento da sombra,
mais próximo está do nascer/pôr do sol.
32.Falsa. A posição do gnômon se altera, pois a Terra
também possui movimento (rotação).
07)10
01.Falsa. Se ele está vendo a água dentro do frasco,
o fenômeno luminoso é a reflexão.
O eclipse solar acontece quando a sombra e a penumbra da lua, determinadas pela luz solar, são projetadas
sobre a Terra (lua nova). O ecplise lunar ocorre quando
a lua, durante sua trajetória ao redor da Terra, passa por
uma região na qual não recebe luz do sol, logo deixa
de ser visível no cone de sombra da Terra.
11)54
01.Falsa. Ocorre quando a lua se interpõe entre o sol
e a Terra.
02.Verdadeira.
04.Verdadeira.
08.Falsa. A Terra impede que a luz do sol atinja a lua.
16.Verdadeira.
32.Verdadeira.
12)13
01.Verdadeira. As fases da lua são consequências da
propagação retilínea da luz.
02.Falsa. A lua não possui luz própria, logo é fonte de
luz secundária.
Física B
1
GABARITO
04.Verdadeira. A lua fica no cone de sombra da Terra,
ou seja, a Terra está posicionada entre o sol e a lua,
então a lua é cheia.
08.Verdadeira. Devido à interação gravitacional entre
as matérias.
16.Falsa. Lua cheia sim, porém em outros lugares
ainda será dia.
32.Falsa. As fases da lua são consequências da propagação retilínea da luz.
64.Falsa. As estações resultam da inclinação do eixo
de rotação da Terra em relação ao plano orbital.
13)D
17)
a)
b)0,4 m
5 x = x ∴ d = 0,4 m
2
d
18)A
Sabendo que o sol é uma fonte extensa, observe nas
figuras abaixo o que ocorre com a sombra de um objeto
opaco à medida que ele se aproxima do solo.
Note que a região de penumbra vai diminuindo e a
região de sombra vai aumentando, até que a imagem
passa de pouco nítida (1a figura) para muito nítida (última figura), quando sombra e penumbra praticamente
se confundem. Isso só ocorre porque o sol é uma fonte
extensa de luz.
H
h
sombra do
edifício
sombra do
observador
H
h
=
SE SO
14)60 m
h=?
2m
19)B
15 m
50 cm = 0,5 m
H
2 ⇒ H = 60 m
=
15 0, 5
15)E
O eclipse total ocorre numa região de sombra, já o
eclipse parcial ocorre numa região de penumbra (região
parcialmente iluminada). Então, na região plenamente
iluminada não verifica-se o eclipse.
16)h = 3,6 . 10–2 m
Com base na figura temos:
h
3
–2
= ∴ h = 3,6 . 10 m
6 . 10−2 5
2
A distância mínima de cada barraca à árvore deve ser
a altura da árvore. Então:
Hárvore
S
= árvore , logo, substituindo os valores na
hescoteiro
S escoteiro
relação, temos:
Hárvore 6, 0 → Hárvore = 5 m
=
1, 5
1, 8
20)03
01.Verdadeira. O corpo é fonte secundária de luz, logo
depende da luz que nele incide.
02.Verdadeira. Cor-luz (imagem) e cor-tinta (pigmento).
04.Falsa. É capaz de absorver todas, exceto a radiação
vermelha.
Física B
GABARITO
08.Falsa. Luzes fundamentais: vermelho, azul e verde.
16.Falsa. Pigmentos fundamentais: vermelho, azul e
amarelo.
32.Falsa. Será vista azul, pois o pigmento verde é composto de amarelo e azul, logo absorve o vermelho
e reflete o azul.
N
raio
incidente
i
meio 1
meio 2
21)B
raio
refletido
A diferença da radiação ultravioleta para a luz negra
é que esta não possui o revestimento de fósforo, deixando, assim, passar toda radiação ultravioleta. Então,
somente as camisetas brancas serão percebidas como
violeta (luz branca reflete todas). As outras absorvem
toda a luz violeta, ou seja, serão vistas como preta.
r
raio
refratado
22)C
23)B
θ
A luz branca é composta de todas as radiações do
espectro, então reflete todas as radiações que nele
incidem. Então é melhor vestir uma roupa na cor branca
quando caminhar ao longo de uma estrada à noite,
para ter mais segurança, porque ela reflete melhor a
luz dos veículos.
27)C
Se o vestido quando iluminado com a luz do sol
apresentou a cor vermelha, então sua cor pigmento
é vermelho. Sendo vermelho uma cor-tinta primária
(fundamental), então, ao ser iluminado com luz monocromática verde, o vestido será visto preto, porque só
reflete a luz vermelha.
I. Verdadeira. A imagem deve ser simétrica. Dica: a
soma da hora real com a hora virtual deve dar 12
horas.
II. Verdadeira. A imagem deve ser simétrica, logo, se
o objeto se aproxima do espelho com velocidade
20 m/s , a imagem também se aproxima deste com
velocidade de mesmo módulo.
III. Falsa. O fenômeno chama-se independência dos
raios luminosos.
24)A
Verde: verde, pois refletirá difusamente o verde.
Branca: verde, pois refletirá difusamente o verde.
Vermelha: preta, pois absorverá o verde.
θ2
28)E
25)6 – 2 – 8 – 4 – 5 – 1 – 3 – 9 – 7
26)C
29)E
A lei de reflexão diz que os raios incidentes e refletidos devem ser iguais e coplanares. A refração ocorre
quando a luz muda o meio de propagação, sofrendo
alteração na trajetória do raio incidente. Porém, mesmo
com essa alteração, continuam coplanares.
Física B
3
GABARITO
33)A
30)E
Em 2 m, B será visto. Como sua velocidade é 1 m/s,
então isso ocorrerá em 2 s.
34)B
A
B
31)D
I. Verdadeira.
C
35)D
II. Falsa. Imagem direita, porém trocada.
III. Falsa. A imagem deve ser simétrica, ou seja, a
imagem levanta a mão que possui o relógio.
IV. Verdadeira. A imagem deve ter o mesmo tamanho
(altura) do objeto.
2'
1'
E1
32)B
3
1
2
E2
A lei da reflexão diz que o ângulo de incidência deve ser
igual ao ângulo de reflexão. Tomando como referência
os "quadradinhos" da figura, concluímos que o raio que
atinge o observador O é PDO.
4
Física B
O
1e2
36)C
O desvio angular do raio refletido corresponde ao dobro
do deslocamento angular do espelho plano.
GABARITO
37)A
I
I
3
60°
60°
I
5
60°
60°
60°
I
60°
I
4
1
2
As imagens 1 e 2 são as únicas imagens trocadas
formadas da associação.
38)D
Objeto
Ligar, com linha pontilhada, A' e B' ao olho da pessoa/
objeto, que interceptam o espelho nos pontos M (inferior) e N (superior), que delimitam o tamanho mínimo
do espelho para que a pessoa possa ver-se de corpo
inteiro no espelho. Observe que os triângulos oMN e
o B'A' são semelhantes, e dessa semelhança tiramos
o tamanho mínimo do espelho MN = A ’B ’ . Como
d
2d
A'B' = H, então, sendo MN o tamanho do espelho, temos que Hespelho = H
2
Hespelho = 2, 00 = 1,00 m
2
A altura a que o espelho deve estar a partir do solo é
dada pela semelhança entre os triângulos oB'B e MB'P
(em vermelho). Logo,
MP = oB . Como oB = H', então, sendo MP a distância
d
2d
da parte inferior do espelho até o solo, temos que:
d = H’ ⇒ d = 2, 00 − 0,14 = 0,93 m = 93 cm.
2
2
∆x
∆t
(140 − 40)
vobjeto =
2
vobjeto = 50 cm/s
vobjeto = 0,5 m/s ⇒ velocidade do objeto em relação ao
espelho
40)D
Imagem
vimagem = vobjeto
vimagem = 0,5 m/s ⇒ velocidade da imagem em relação
ao espelho
vobjeto =
Velocidade relativa
vi – θ = 1 m/s ⇒ velocidade da imagem em relação ao
objeto
Logo, a imagem se afasta do objeto com velocidade
de 1 m/s.
39)C
Cálculo da altura de um espelho plano vertical para que,
a partir do chão, uma pessoa possa ver-se de corpo
inteiro, desde a cabeça até os pés.
Calculando o número de imagens de cada bailarina:
N = 360 – 1. Sendo o ângulo entre os espelhos 60o,
α
temos:
N = 360 – 1
60
N = 6 – 1 = 5 imagens
Na fotografia, aparecerão as bailarinas (6) juntamente
com as imagens de cada uma (5 . 6 = 30).
Então o número máximo de bailarinas que podem
aparecer em uma fotografia da apresentação é 36.
41)A
Como a luz possui uma propriedade chamada "reversibilidade luminosa", podemos traçar raios luminosos
que incidem nas extremidades do espelho, gerando o
limite do campo visual "virtual" de Leila. De acordo com
a ilustração, podemos afirmar que Leila, por reflexão
no espelho, estando ela na posição O, enxergará os
objetos 1, 3 e 5.
x
A
A
O
3
x5
x1
x4
N
x2
M
H
B
d
p
x
O
R
H
d
B
campo visual
Física B
5
GABARITO
42)C
46)E
Calculando o ângulo entre os espelhos:
N = 360 – 1. Sendo o número de imagens de um
α
objeto n = 11, temos:
11= 360 – 1
α
α = 30o
43)F – V – V – V – F
Para estudar as formações de imagens em espelhos
esféricos, podemos considerar diversos raios que respeitem a lei da reflexão quando refletidos na superfície
espelhada (î = r). Destes, podemos destacar o raio que
incide passando pelo foco do espelho sendo refletido
paralelamente ao eixo principal deste.
47)B
Falsa. Espelhos convexos só produzem imagens virtuais de objetos reais.
Verdadeira. Toda imagem de um objeto real projetada
é real, logo produzida por um espelho côncavo.
Verdadeira. Se você oberva sua imagem no aparelho
refletor, certamente ela é virtual, e se for reduzida, só
poderá ser um espelho convexo.
Verdadeira. Observe a ilustração:
Com certeza podemos descartar as alternativas que
mencionam espelhos convexos, pois estes só formam
imagens virtuais, menores e direitas. Já nos espelhos
côncavos, a única possibilidade de formar uma imagem
maior é a alternativa c. Perceba:
I
F
Falsa. O espelho côncavo também pode ser usado,
basta que o objeto esteja posicionado entre o foco e o
vértice do eixo principal deste (imagem virtual, maior
e direita).
44)62
01.Falsa. Nos espelhos planos, o tamanho da imagem
não depende da distância do objeto ao espelho.
02.Verdadeira.
04.Verdadeira.
08.Verdadeira.
16.Verdadeira.
32. Verdadeira.
64.Falsa. Apenas as imagens reais podem ser projetadas.
Os espelhos convexos só produzem imagens virtuais
de objetos reais, ou seja, também produzem imagens
reais de objetos virtuais. O que podemos afirmar é que
a imagem produzida por um espelho convexo é sempre
menor que o objeto. Observe a ilustração:
49)16
45)B
I. Verdadeira.
II. Verdadeira.
III.Falsa. Todo raio que incide ao passar pelo foco é
refletido paralelamente ao eixo principal.
6
48)D
Física B
01.
Falsa. Um objeto colocado no centro de curvatura
produz uma imagem igual e invertida, portanto a
ampliação seria igual a 1, em módulo.
02. Falsa. É possível obtermos imagens virtuais desde
que o objeto se encontre entre o foco e o vértice.
04.Falsa. As bolas metalizadas se comportam como
espelhos convexos (focos virtuais).
08.Falsa. Nos retrovisores, com a finalidade de aumentar o campo visual, utilizamos espelhos convexos.
16.Verdadeira. Objeto no infinito, a imagem se forma
no plano focal.
GABARITO
50)E
A
16.
Se o objeto se encontra no centro de curvatura de um
espelho côncavo, teremos uma imagem igual, invertida
e real. Perceba:
C
A
32.
F
C
C
B
virtual
maior
direita
V
F
64.
i
A
real
menor
invertida
BC
51)59
F
V
01.
52)C
virtual
igual
A
B
p = 5 cm

 f = − 20 cm
1
1
1
1
1
1
1
1
−1
–
+ ∴ =
∴
=
=
+
p'
p'
f
p
p
5
5
−20
20
02.
virtual
igual
A
p' = –4 cm
B
C
B
P = 36 cm
R = 24 cm
F
A
F
f = –12 cm convexo
V
08.
C
virtual.
53)o = 4 cm
real
maior
invertida
A
04.
V B
F
o
virtual
menor
direita
V
B
virtual
menor
direita
1
1
1
1
1
1
1
1
a)=
+ ∴
=
+ ∴–
–
= 1
p' −12
p'
p
36
12
36
p'
f
−3 . 1
= 1
p'
36
p' = – 9 cm (virtual)
− ( −9 )
1
−p '
b)A =
∴A=
∴A=
4
36
p
∴
A imagem é virtual (+) e 4x maior que o objeto.
4
= 1 cm.
Assim, i =
4
c)Virtual.
Física B
7
GABARITO
54)12
Assim: i = 3 . 6 = 18 cm
16 cm
56)A
o
F
C
Na situação descrita, podemos entender que o objeto
se encontra sobre o centro de curvatura do espelho
(real, igual e invertida).
Assim:
R: 40 cm ⇒ f = 20 cm
i
v
57)A
 p + p' = 16 ⇒ p' = –(16 – p) virtual

 A = + 3 direita
Assim:
p' = –16 + p
Logo:
−p '
A=
p
A=
p
3=–
+16 − p
3=
p
( −16 + p)
R = 80 cm ⇒ f = 40 cm

o = 3 cm
p = 50 cm

3f – 12 = f
f = 6 cm
Como R = 2f
R = 12 cm
R = –10 cm
o = 6 cm

p = 24 cm
R = 36 cm ⇒ f = 18 cm

1
1
1
=
+
p'
p
f
Quando o objeto está no infinito, a imagem está no
plano local. Logo, a uma distância de 5 cm do espelho.
59)3
1
1
1
=
+
p'
18
24
p' = 72 cm
−p '
A=
p
−72
24
A = –3 (real e invertida)
Ou seja: a imagem é real e 3 vezes maior que o
objeto.
A=
8
f = – 5 cm convexo
01.Verdadeira.
02.Falsa. Se o objeto é real, o espelho é convexo e a
imagem só pode ser virtual, direita e menor.
04.Falsa. Se o objeto é real, o espelho é convexo e a
imagem só pode ser virtual, direita e menor.
08.Verdadeira. p' = 5 cm, que é igual à metade do raio
de curvatura.
16.Falsa. O sistema óptico forma uma imagem que
está situada entre o foco e o vértice, de tamanho
menor que o objeto.
55)D
A imagem é real e invertida (–) e 4x maior que o objeto.
Logo: i = 4 . 3 = 12 cm.
f
f−4
3=
40
40
=
= –4
40 − 50
−10
A = –4
A=
58)09
P = 4 cm
f
A=
f −p
f
f −p
Física B
R = 20 cm → f = − 10 cm (convexo)

o = 5 cm

 p = 15 cm

 p' = ?
 i
1
1
1
1
1
=
+ ∴
=
+ 1 ∴
p'
f
p
−10
15
p'
−1
1
1
–
= ∴ p' = –6 cm
p'
10
15
GABARITO
A=
− ( −6 )
i
i
−p '
∴ i = 2 cm
=
=
∴
o
5
15
p
Assim:
−6
=3
2
60)96
01.Falsa. A imagem é virtual.
02.Verdadeira. O indivíduo observa sua imagem no
próprio espelho.
04.Falsa. O espelho é convexo.
08.Verdadeira. Imagem visível no próprio aparelho
óptico.
16.Falsa. O rosto do indivíduo está a 60 cm do espelho.
Se i = −p ’ , sendo o = 4i , então i = −p ’ , logo
o
p
4i
p
p = –4p'.
R = 40 cm

o = 2 cm
p = 60 cm

Fazendo: 1 = 1 + 1
f p p’
01.Verdadeira.
60 cm
o
20 cm
C
1
1
1
p ’− 5 −20
=
+ ⇒
=
( −20) ( −4p ’) p ’
20p ’ 20p ’
p' = –15 cm
Concluímos que p = –4(–15) = 60 cm
32.Falsa. A imagem do rosto do indivíduo está a 15 cm
do espelho (p'= –15 cm)
64.Verdadeira. A distância do indivíduo até sua imagem vale 75 cm. Ilustração.
60 cm
F
15 cm
02.Falsa.
1
1
1
1
1
1
=
+ ∴
=
+
p'
p'
f
p
20
60
p' = 30 cm
Se o objeto está a 60 cm do espelho e a imagem a
30 cm do espelho, então o objeto está a 30 cm da
imagem.
04.Falsa. É real (p' ⊕)
−30
−p '
08.Falsa. A =
= – 0,5 real
=
60
p
16. Falsa. Toda imagem real é invertida.
32.Verdadeira.
64.Verdadeira. O objeto estará exatamente no centro
de curvatura, formando uma imagem real, invertida
e do mesmo tamanho.
61)74
O indivíduo observa sua imagem no próprio espelho,
logo a imagem é virtual e 25% menor.
Se o raio de curvatura vale 40 cm, concluímos que o
foco vale f = –20 cm (espelho convexo).
O
I
F
62)53
01.Verdadeira. Real, invertida e de mesmo tamanho
(2º caso).
02.Falsa. A imagem será real, invertida e maior que o
objeto (3º caso).
04.Verdadeira. A imagem será virtual, direita e maior
que o objeto (5º caso).
08.Falsa. A imagem será virtual, direita e maior que o
objeto (5º caso).
16.Verdadeira. A imagem será virtual, direita e menor
que o objeto (caso único).
32.Verdadeira. A imagem será virtual, direita e menor
que o objeto (caso único).
64.Falsa. A imagem será virtual, direita e menor que
o objeto (caso único).
Física B
9
GABARITO
64)E
63)C
θ = h




i = h

 5

p = 15 cm
Como a imagem é direita e menor, o espelho é convexo,
logo a imagem será virtual.
Ampliação (A)
h
i
−p '
A=
=
⇒ 5 = −p’ ⇒ p' = –3 cm virtual
o
p
15
h
Foco (f)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
⇒=
+
∴
=
+
⇒
=–
–
p'
p
f
f
f
15
15
3
−3
⇒ f = – 3,75 cm
Raio de curvatura (R)
R = 2 f ∴ R = 2 (3,75) ∴ R = 7,5 cm
10
F
V
Física B
foco real
C
Qualquer raio que incide em um espelho esférico côncavo reflete passando pelo foco do eixo principal deste.