Trabalho de RB de Física – 2ª série – E.M 2º Bimestre
Data de entrega: 06/08/2014
1) (Espcex (Aman) 2014) Uma fonte luminosa está fixada no
fundo de uma piscina de profundidade igual a 1,33 m.
Uma pessoa na borda da piscina observa um feixe luminoso
monocromático, emitido pela fonte, que forma um pequeno
ângulo α com a normal da superfície da água, e que, depois
de refratado, forma um pequeno ângulo
superfície da água, conforme o desenho.
β
com a normal da
e)
θA = θB < θC
3) (Enem 2012) Alguns povos indígenas ainda preservam
suas tradições realizando a pesca com lanças, demonstrando
uma notável habilidade. Para fisgar um peixe em um lago com
águas tranquilas o índio deve mirar abaixo da posição em que
enxerga o peixe.
Ele deve proceder dessa forma porque os raios de luz
a) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea
no interior da água.
b) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando
passam do ar para a água.
c) espalhados pelo peixe são refletidos pela superfície da
água.
d) emitidos pelos olhos do índio são espalhados pela superfície da água.
e) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam
da água para o ar.
A profundidade aparente “h” da fonte luminosa vista pela pessoa é de:
Dados: sendo os ângulos α
tgα ≅ senα
tgβ ≅ senβ.
e
β
pequenos, considere
e
índice de refração da água: nágua=1,33
índice de refração do ar: nar=1
4) (Ufpa 2011) 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, acertandoos 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.
a) 0,80 m
b) 1,00 m
c) 1,10 m
d) 1,20 m
e) 1,33 m
2) (Fuvest 2014) Um prisma triangular desvia um feixe de luz
θ ,
verde de um ângulo A em relação à direção de incidência,
como ilustra a figura A, abaixo.
Identifique, em cada caso, em qual dos pontos mostrados, o
caçador deve fazer pontaria para maximizar suas chances de
acertar a presa.
a) Homem em A; peixe arqueiro em 1
b) Homem em A; peixe arqueiro em 3
c) Homem em B; peixe arqueiro em 2
d) Homem em C; peixe arqueiro em 1
e) Homem em C; peixe arqueiro em 3
Se uma placa plana, do mesmo material do prisma, for colocada entre a fonte de luz e o prisma, nas posições mostradas
nas figuras B e C, a luz, ao sair do prisma, será desviada,
θ
θ ,
respectivamente, de ângulos B e C em relação à direção
de incidência indicada pela seta. Os desvios angulares serão
tais que:
a)
b)
c)
d)
θA = θB = θC
θ
A > θB
> θC
θA < θB < θC
θA = θB > θC
5) (Ufmg 2013) Ariete deseja estudar o fenômeno da dispersão da luz branca, ou seja, a sua decomposição em várias
cores devido à dependência do índice de refração do material
com a frequência. Para isso, ela utiliza um prisma de vidro
cuja seção reta tem a forma de um triângulo retângulo isósceles.
O índice de refração desse vidro é n = 1,50 para a luz branca
e varia em torno desse valor para as várias cores do espectro
visível.
Ela envia um feixe de luz branca em uma direção perpendicular a uma das superfícies do prisma que formam o ângulo reto,
como mostrado na figura.
sibilidade dos raios de luz, é indiferente qual desses ângulos é
de incidência ou de emergência, por isso há no gráfico dois
ângulos de incidência para o mesmo desvio δ ).
Determine os ângulos de incidência
(θ2 )
(θ1 )
e de emergência
do prisma na situação de desvio mínimo, em que
δmín = 30º.
(Dados: sen 45º = cos 45º = 0,707)
a) COMPLETE, na figura, a trajetória do feixe até sair do prisma.
b) EXPLIQUE, detalhando seu raciocínio, o que acontece com
esse feixe na superfície oposta ao ângulo reto.
8) (Ufrj 2001) Temos dificuldade em enxergar com nitidez
debaixo da água porque os índices de refração da córnea e
das demais estruturas do olho são muito próximos do índice
4
de refração da água (n água= 3 ). Por isso usamos máscaras
6) (Fuvest 2010) Luz proveniente de uma lâmpada de vapor
de mercúrio incide perpendicularmente em uma das faces de
o
o
o
um prisma de vidro de ângulos 30 , 60 e 90 , imerso no ar,
como mostra a figura a seguir.
de mergulho, o que interpõe uma pequena camada de ar (n
ar=1) entre a água e o olho. Um peixe está a uma distância de
2,0m de um mergulhador. Suponha o vidro da máscara plano
e de espessura desprezível.
A radiação atravessa o vidro e atinge um anteparo.
Devido ao fenômeno de refração, o prisma separa as diferentes cores que compõem a luz da lâmpada de mercúrio e observam-se, no anteparo, linhas de cor violeta, azul, verde e
amarela. Os valores do índice de refração n do vidro para as
diferentes cores estão dados adiante.
a) Calcule o desvio angular α, em relação a direção de incidência, do raio de cor violeta que sai do prisma.
b) Desenhe, na figura da página de respostas, o raio de cor
violeta que sai do prisma.
Calcule a que distância o mergulhador vê a imagem do peixe.
Lembre-se que para ângulos pequenos sen(a)>tan(a).
NOTE E ADOTE:
θ (graus)
senθ
60
0,866
50
0,766
40
0,643
30
0,500
lei de Snell:
n1 senθ1 = n2 senθ2
9) (Ufal 1999) Um prisma de vidro, cujo índice de refração
3 , possui
absoluto para a luz monocromática amarela é
°
ângulo de refringência 60 e está imerso no ar, cujo índice de
refração absoluto para a referida luz é 1. Um raio de luz monocromática amarela incide numa das faces do prisma sob
°
ângulo de 60 , conforme mostra a figura.
Cor
N (vidro)
Violeta
1,532
Azul
1,528
Verde
1,519
amarelo
1,515
n =1 para qualquer comprimento de onda no ar.
7) (Unesp 2009) A figura representa o gráfico do desvio
( δ ) sofrido por um raio de luz monocromática que atravessa
um prisma de vidro imerso no ar, de ângulo de refringência
θ
A = 50º, em função do ângulo de incidência 1 .
Calcule o ângulo de emergência do referido raio de luz na
outra face do prisma.
10) (Ufpr 1995) Na figura a seguir, um observador no ponto A,
olhando para o ponto B na superfície do líquido, vê a imagem
do ponto D nela refletida superposta à imagem do ponto C.
Considerando o índice de refração do líquido igual a 1,20 e o
do ar igual a 1,00, determine o valor de h.
(δ) = θ
+θ – A
θ
θ
1
2
É dada a relação
, em que 1 e 2 são,
respectivamente, os ângulos de incidência e de emergência
do raio de luz ao atravessar o prisma (pelo princípio da rever-
11) (Uftm 2012) Em uma choperia, o chope é servido à razão
de 1 litro por minuto. Em um dia, cuja temperatura é de 24,5ºC
a bebida é introduzida na serpentina da chopeira à temperatura ambiente e, dela, sai a 4 ºC A capacidade da chopeira é de
20 kg de gelo, colocado sobre a serpentina a – 4 ºC (cgelo = 0,5
3
cal/(g . ºC) e Lf =80 cal/g). Considere dchope = 1,0 g/cm e
cchope = 1,0 cal/g . ºC)
(Dados: Calor específico do gelo: 0,5 cal/g°C, calor específico
da água: 1 cal/g°C e calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g)
15) Um mergulhador encontra-se imerso em uma piscina, e
vê um pássaro sobrevoando-a. O pássaro na realidade está
mais baixo ou mais alto do que a altura aparente observada
pelo mergulhador? Esquematize.
16) (MACKENZIE) Um mergulhador que se acha a 2m de
profundidade abaixo da superfície da água, cujo índice de
refração absoluto é 4/3, olha para um pássaro que está voando a 12 m de altura em relação à superfície líquida. Qual é a
altura aparente do pássaro para o mergulhador?
17) Sobre um prisma de vidro (
) imerso no ar, fazemos um raio de luz monocromático incidir com ângulo de incidência variável. Sabe-se que, o ângulo de abertura (A) é 60°,
o ângulo de incidência (i) é 45° e o desvio sofrido pelo raio de
luz é o mínimo possível.
a) Qual é o ângulo de emergência i´?
b) Qual é o valor do desvio mínimo?
Considerando que não há qualquer tipo de perda de energia
térmica entre o meio ambiente e a chopeira, qual é a massa
de gelo que se converte em água, para cada litro de chope
retirado?
12) (Ufrrj 2007) Em um calorímetro ideal, dotado de um ter°
mômetro, colocam-se 0,5 kg de água, inicialmente a 28 C, e
°
uma certa massa de gelo, inicialmente a 0 C.
O gráfico a seguir ilustra a temperatura da água em função do
tempo.
Calcule:
a) O calor (medido em calorias) cedido pela água ao gelo.
b) A massa de gelo inicialmente presente no calorímetro.
°
Dados: calor específico da água, c = 1,0 cal/g C, e o calor
latente de fusão do gelo, L = 80 cal/g.
13) (UNIP) São dados:
Calor específico sensível do gelo: 0,5 cal/g°C
Calor específico sensível da água: 1 cal/g°C
Calor específico latente de fusão do gelo: 80 cal/g
Qual a quantidade de calor necessária e suficiente para transformar um bloco de gelo de massa 100 g, à temperatura de 10 °C, em água à temperatura de 10 °C?
14) (UNIFOR-CE) Uma pedra de gelo, de 40 g de massa e a
temperatura de -10 °C, é exposta ao sol. Admitindo que o gelo
só absorve calor do sol a uma taxa média de 200 cal/min.
Quantos minutos levou para essa pedra derreter completamente?