Física B 1

GABARITO

Física B – Semiextensivo – V. 2

Exercícios

01) V – V – V – V – F

Verdadeira. Verdadeira. Verdadeira. Verdadeira. Falsa. Ele refrata, afastando-se da normal.

02) E

Resolução

Na primeira figura o raio de luz que sai do bastão não sofre desvio ao passar do líquido para o ar, embora sua trajetória seja inclinada em relação ao eixo horizontal. Logo, não há diferença entre o índice de refração do líquido I em relação ao ar, ou seja: n (ar) = n (I).

Na segunda figura percebe-se que o índice de refração do líquido II é maior que o do ar, ou seja: n (ar) < n (II). Isso significa que n (I) < n (II).

Na terceira figura percebe-se que o índice de refração do líquido III é menor que o do ar, ou seja: n (ar) > n (III). Isso significa que n (I) > n (III).

03) 26

01. Falsa. Os fenômenos ópticos nunca ocorrem iso-ladamente

02. Falsa. O ângulo θ2 é reflexão, e não refração, e é sempre igual a θ1.

04. Falsa. Quando a luz passa do meio A para o meio B, o raio de luz se aproxima da reta normal. Logo, podemos concluir que o índice de refração do meio A é menor que o índice de refração do meio B.

08. Verdadeira. Como o índice de refração do meio A é menor que o índice de refração do meio B, concluímos que a velocidade da luz no meio A é maior que a velocidade da luz no meio B.

16. Verdadeira. Dado que sen θ1 . nA = sen θ3 . nB,

temos: nnB

A

= sensen

θθ1

3

=

3212

= 3.

04) E

sen α, . m1 = sen α . m2

m1 . 0,707 = 0,574 . m2

0 7070 574,,

= mm

2

1

mm

2

1

⇒ 1,23

05) A

sen 60o mvácuo = sen 30o . mprisma

32

. mV = 12

. mP

mm

P

Y

= 3

Física B2

GABARITO

06) B

sen 60o . m1 = sen θ . m2

32

. 1 = sen θ . 1,5

sen θ = 3

2 15. , sen θ = 0,58 θ = arc . sen 0,58

07) C

sen î . mAR = sen r� . mlíquido

sen 60o . 1 = sen 30o . m1

32

. 1 = m1 . 12

m1 = 3

08) A

sen î = 4R

sen r = 6R

09) B

O raio luminoso, quando passa do meio menos refrin-gente para o meio mais refringente, aproxima-se da normal e, quanto mais refringente é o meio, mais o raio luminoso aproxima-se da normal. Logo, n1 < n2 < n3.

Vindo do meio 2 para o meio 3, o raio aproxima-se da normal porque o meio 3 é mais refringente que o meio 2.

10) 25

01. Correta. Na figura, α é ângulo de incidência e β, de reflexão. A segunda lei da reflexão afirma que esses dois ângulos são sempre iguais entre si.

02. Incorreta. α = β (2a lei da reflexão).04. Incorreta. α = β (2a lei da reflexão).08. Correta. Na figura, α é ângulo de incidência e γ, de

refração. De acordo com a lei de Snell-Descartes: sen α . nA = sen γ . nB

Se nA > nB ⇒ sen α < sen γ ⇒ α < γ16. Correta. Na figura, α é ângulo de incidência e γ, de

refração. De acordo com a Lei de Snell-Descartes: sen α . nA = sen γ . mB

Se nA < nB ⇒ sen α > sen γ ⇒ α > γ

sen î . m1 = sen r . m2

4R

. m1 = 6R

. m2

mm

2

1

= 46

= 23

Física B 3

GABARITO

11) 16

nar = 1 nvidro = 3 i = 60o

r = ? Lei de Snell-Descartes: sen i . nar = sen r . n vidro

sen 60o . 1 = sen r . 3

32

. 1 = sen r . 3

12

= sen r ⇒ r = 30°

Somente a alternativa 16 apresenta ângulo de refração r = 30°. As demais estão incorretas. As figuras das alternativas 01, 02 e 04 têm erros nos ângulos de reflexão (i = r; segunda lei da reflexão).

12) B

n1 . sen i = n2 . sen r

nn2

1

= sen isen r

vv1

2

= sen isen r

3 10

2 10

8

8

.

. = sen

sen r

o30

sen r = sen 30° . 23

sen r = 12

. 23

sen r = 13

sen r = 0,333

13) 19

01. Verdadeira.02. Verdadeira.04. Falsa. O fenômeno é explicado pelas leis da

refração.08. Falsa. A luz sofre refração, e não dispersão.

16. Verdadeira. O ponto B' é formado pelo prolongamento dos raios luminosos, logo uma imagem virtual.

14) menor/limite/maior/reflexão total/reflexão total da luz

15) D

sen L = nn

menor

maior

⇒ sen 45o = n

nrefração

incidência

⇒ 22

= 1n

n = 2

2

16) C

sen L = nn

menor

maior

= nn

1

2

= 22

∴ Logo, L = 45o.

sen 45o . n1 = sen 30o . n2

22

. 2 = 12

. n2

n2 = 2

17) A

A transmissão da luz pela fibra segue um princípio único, independentemente do material usado ou da aplicação: é lançado um feixe de luz numa extremidade da fibra e, pelas características ópticas do meio (fibra), esse feixe percorre a fibra através de reflexões sucessivas. A fibra possui no mínimo duas camadas: o núcleo (filamento de vidro) e o revestimento (material eletricamente isolante). No núcleo, ocorre a transmissão da luz propriamente dita. A transmissão da luz dentro da fibra é possível graças a uma diferença de índice de refração entre o revestimento e o núcleo, sendo que o núcleo possui sempre um índice de refração mais elevado, característica que, aliada ao ângulo de incidência do feixe de luz, possibilita o fenômeno da refração total.

18) B

Condição para reflexão total: A luz deve ir do meio mais refringente para o meio menos

refringente. î > L

19) B

A miragem pode ocorrer em diferentes condições, cau-sando vários tipos de imagem do objeto. A luz solar, em direção ao asfalto, sofre refração devido ao gradiente de temperatura das camadas de ar à medida que se aproxima do asfalto. Essa refração desvia a direção de propagação da luz, e por fim reflete-se (reflexão total) nas camadas de ar próximas ao solo, fazendo com que a luz agora se distancie dele. Dessa forma, tem-se a ilusão de que a superfície do solo está espelhada (poça de água aparente).

Física B4

GABARITO

20) B

Todos os ângulos de incidência (î1, î2, î3) são maiores

que o limite.

21)

nnúcleo = 1,010

a) 1,004;

sen L = nn

−

+

∴ sen 84 = nn

casca

núcleo

0,995 = ncasca

1010, ∴ ncasca = 1,004

b) A velocidade da luz é maior na casca, que possui

menor índice de refração.

22) D

I. Verdadeira. A imagem do objeto inserido no meio de maior índice de refração aparenta estar mais próxima do que o objeto.

II. Falsa. O observador tem a sensação de que está mais funda do que na realidade, e o fenômeno é conhecido como refração da luz.

III. Verdadeira. A imagem do objeto inserido no meio de menor índice de refração (meio onde está o gato) aparenta estar mais distante do que está o observa-dor (meio onde está o peixe).

23) 13

01. Verdadeira.

Pn observador

'

= Pnobjeto

⇒ P'

43

= 121

⇒ P' = 16 m

02. Falsa.

Pn observador

'

= Pnobjeto

⇒ P1

= 643

⇒ P' = 4,5 m

04. Verdadeira.

08. Verdadeira.

16. Falsa.

24) 1,5 m

Pn observador

'

= Pnobjeto

⇒ P1

= 243

⇒ P' = 1,5 m

25) D

A luz incide na água, reflete na parte da vassoura que está imersa na água e ao sair da água sofre refração. O observador na beira da piscina tem a sensação de que a imagem da parte imersa da vassoura está mais próxima do que na realidade, por isso, o cabo aparenta estar torto.

26) E

As posições aparentes de objetos e observadores que estão em meios de índices de refração diferentes não são as mesmas, por isso a sensação de mais distante ou mais próximo.

Física B 5

GABARITO

27) A

28) C

P

n observador

'

= Pnobjeto

= P1

= 100

43

∴ P' = 75 cm

29) C

Situação 1

P

ncriança

' = P

nbrinquedo

P1

= 1313,,

P' = 1,0 m

Situação 2

Não haverá refração. P' = 1,3 m

30) 23

01. Correta. î = 00, r = 00 → sem desvio.

02. Correta. d = rr

e sen. ( )cos

− → desvio lateral.

04. Correta. î1 = r2 → a luz volta a propagar-se no meio de origem.

08. Incorreta. Depende do meio onde se encontra a lâmpada.

16. Correta. O raio de luz sofre somente desvio lateral, logo, sem deformação nas imagens.

31) D

nágua < nvidro

î > r vágua > vvidro

32) E

α + θ = 90o

θ = 90o – α

33) B

Sabendo que nnobservador

folha

= io

, então 115 3,=

i .

Logo i = 315,

= 2 cm.

Física B6

GABARITO

34) A

A luz refletida pelo peixe na posição M sai da água e refrata-se, afastando-se da normal e indo em direção ao observador.

35) A

Como podemos observar, o raio que incide no prisma representado passa sem sofrer desvio angular, somente desvio lateral. Logo, temos uma situação especial de desvio mínimo, ou seja, i1 = r2 e i2 = r1.

36) B

De acordo com os índices de refração fornecidos, temos: var > vvidro > vdiamante.

A trajetória da luz em relação à reta normal é: Ar – Diamante = aproxima Diamante – Vidro = afasta Vidro – Ar = afasta

37) E

I. Falsa. Somente quando no interior do prisma o raio de luz passa paralelamente à sua base, desvio mínimo.

II. Verdadeira. Se o raio atravessa o prisma perpendicu-larmente à bissetriz do ângulo de abertura, ele passa paralelamente à base do prisma. Logo o ângulo de incidência é igual ao ângulo de emergência.

III. Verdadeira. Se o raio atravessa o prisma perpen-dicularmente à bissetriz do ângulo de abertura, ele passa paralelamente à base do prisma. Logo, o ân-gulo de incidência é igual ao ângulo de emergência, chamamos de desvio mínimo.

38) 31

Na 1ª face lateral, temos: sen î1 . nAR = sen r1 . nprisma

22 . 1 = sen F1 . 2

sen r1 . 12

r1 = 30° Se: A = r1 + r2

60 = 30 + r2

r2 = 30° Então: r1 = r2 , logo î1 = î2.

01. Correta. (î1 = î2 , r1 = r2 → desvio mínimo)02. Correta. (r1 = 30°)04. Correta. (r1 = r2 = 30°)08. Correta. (r1 = r2 = 45°)16. Correta. (D = i1 + i2 – A ⇒ D = 90 – 60 ⇒ D = 30°)

39) 30

Na 1ª face lateral, temos: sen î1 . nAR= sen r1 . nprisma

22 . 1 = sen r1 . 2

⇒ sen r1 . 12

r1 = 30° Então: A = r1 + r2 ⇒ 60 = 30 + r2 ⇒ r2 = 30°. Logo: î1 = î2 = 45° , pois r1 = r2 = 30°. Desvio mínimo:

D = 2i – Â ⇒ D = 2 . 45 – 60 ⇒ D = 30°

40) 47

sen 45o . nAR = sen r . nP

22

. 1 = sen r . 2

sen r = 12

r = 30o

A = r + r' 75o = 30 + r' r' = 45o

sen 45o nP = sen i' . nAR

22

. 2 = sen i' . 1

1 = sen i' i' = 90o

D = i + i' – A D = 90 + 45o – 75 D = 60o

01. Verdadeira.02. Verdadeira.

Física B 7

GABARITO

04. Verdadeira.08. Verdadeira.16. Falsa. Se o Dtotal é 60o e o desvio na 1a face é 15o, então o

desvio sofrido na segunda face é 45o.32. Verdadeira.64. Falsa. i ≠ i' e r ≠ r'

41) A

D = i + i' – A

D = 40 + 60 – 60 D = 40o

42) D

Como na face AB a luz incide perpendicularmente, não sofre desvio na entrada. Já na face AC o raio luminoso está indo de um meio mais refrigente (vidro) para um meio menos refrigente (ar), aumentando sua velocida-de de propagação, logo, afastando-se da reta normal desenhada na figura.

43) B

î = 0o ∴ r = 0o

r' = 60o ∴ î' = 90o ⇒ r' = L

sen r' = nn

ar

prisma

sen 60o = 1nprisma

nprisma = 160sen o

nprisma = 1

32

nprisma = 2 33

nprisma = 1,15

44)

A = 60o

r = 30o

r = 30o

î = î' = 60o

D = 2î – A D = 2 . 60 – 60 D = 60o

45) Verdadeira. Falsa. O desvio violeta é o maior. Falsa. O feixe violeta é monocromático, por isso não

sofrerá dispersão.Falsa.

Perceba que o ângulo de incidência é 45o. Para que ocorra reflexão total, o ângulo limite não pode ser 48o.

Física B8

GABARITO

46) A

O fenômeno da separação da luz branca nas cores do espectro é chamado de dispersão. Sabendo-se que o comprimento de onda da luz vermelha é maior do que o da luz violeta, temos que, ao dispersar a luz branca, a luz vermelha sofre o mesmo desvio, pois terá maior velocidade. Logo, a luz violeta sofrerá o maior desvio, visto que se propagará com uma velocidade menor.

47) A

O índice de refração das cores do espectro depende da fonte geradora, logo, depende da frequência da fonte.

48) D

A ideia de sete frequências foi inicialmente adotada por Newton em comparação à escala de notas musicais. No entanto, da primeira raia de luz vermelha até a última de luz violeta existe uma infinidade de cores e, portanto, de frequências.

49) E

I. Falsa. O sol pode estar a leste também.II. Falsa. O sol tem de estar atrás do observador.III. Verdadeira.

50) D

Sim, como as radiações amarela e azul possuem comprimentos de onda diferentes, também possuirão velocidades diferentes, ao serem inseridas na lâmina de vidro, o que nos daria a possibilidade de descobrir tal fato.

51) B

Como fvioleta > fvermelha, então, nvioleta > nvermelha.

Logo: A luz violeta sofre mais desvio angular ao atra-vessar a gota do que a luz vermelha.

Entrada na gota: refração (dispersão luminosa). No interior da gota: reflexão (reflexão total). Saída da gota: refração.

52) V – V – V – V – F

01. Verdadeiro. Lentes, dispositivos que formam ima-gem usando essencialmente as leis da refração.

02. Verdadeiro. Espelhos → vértice, foco, centro de curvatura.

Lentes: → Foco principal objeto "F0" → Foco principal imagem "Fi" → Foco antiprincipal objeto "A0" → Foco antiprincipal imagem "Ai"

04. Verdadeiro. O índice de refração do plástico é maior do que o índice de refração do ar.

08. Verdadeiro. O índice da relação entre os índices de refração do ar.

16. Verdadeiro. Depende da relação entre os índices de refração do meio e da lente.

32. Falso. A reflexão de um feixe luminoso independe do índice de refração ao meio.

53) A

54) C

55) C

56) 56

01. Falsa. Na lente divergente, a imagem deve ser menor que o objeto.

02. Falsa. Na lente convergente, quando o objeto encontra-se entre o foco e a origem da lente, a imagem deve ser maior, virtual e direita.

04. Falsa. Na lente divergente, a imagem deve ser virtual, menor e direita.

08. Verdadeira. Objeto próximo ao foco antiprincipal(1), então imagem próxima ao antiprincipal(2), igual, invertida e real.

16. Verdadeira. Na lente divergente, a imagem deve ser virtual, menor e direita.

32. Verdadeira. Na lente convergente, quando o objeto encontra-se entre o foco e a origem da lente, a imagem deve ser maior, virtual e direita.

57) C

f = +20 cm (convergente) p' = – 5 cm (virtual) p = ?

1 1 1f p p

= +' = 1

20 = 1

p + 1

5−=

1p’

120

+ 15

= 1p

1 420+ = 1

p ∴ p = 4 cm

Física B 9

GABARITO

58) A

Imagem: Virtual Direita Reduzida Onde: p = 25 cm f = –25 cm

1 1 1f p p

= +'

125−

= 125

+ 1p'

1p'

= –125

– 125

⇒ −225

= 1p'

p' = –252

p' = –12,5 cm (virtual, direita, menor)

59) B

f = 10 cm p = ? p' = +0,5 m (real/projetável) p' = 50 cm

1 1 1f p p

= +'

110

= 1p

+ 150

110

– 150

= 1p

5 150− = 1

p

p = 12,5 cm

60) A

Imagem: virtual, menor e direta. L = divergente

f = – 20 cm p = 40 cm θ = 20 cm

I. Distância da imagem ao vértice.

1 1 1f p p

= +' ⇒ – I

20 – 1

40 =

1p’

⇒

⇒ − −2 140

= 1p’

⇒ p' = –403

⇒ p' = –13,3 cm

II. Altura da imagem

iθ

= −p'p

⇒ i20

= −−( , )13 3

40 ⇒ i =

13 32,

⇒

i = 6,67 cm i = 0,067 m ⇒ imagem direita

61) A

I = ? o = 2 cm f = 20 cm p' = – 50 cm virtual (mesmo lado que o objeto)

1 1 1f p p

= +' ⇒ 1

20 = 1

p + 1

50−

1

20 +

150

= 1p

⇒ p = 14,3 cm

A = −p'p

= IO

⇒ − −( ),50

14 3 = I

2 ⇒ I = 7 cm

62) 30

A = – 3 (real/projetável)

01. Falso. p + p' = 40 cm ⇒ p' = 40 – p

A = −p'p

⇒ − 3 = −pp

' ⇒

3 = 40 − pp

⇒ 3 p = 40 – p

p = 10 cm p' = 30 cm

Física B10

GABARITO

02. Verdadeiro.

1f

= 110

+ 130

⇒ 1f

=3 130+

∴ = 7,5 cm

04 Verdadeiro. Só lentes convergentes podem formar imagens reais.

08. Verdadeiro.16. Verdadeiro.

63) D

A = – 2 (real e invertida) P = 15 cm

A = −p'p

∴ − = −2

15p' ⇒ p' = 30 cm

64) 74

01. Falso. Somente lentes convergentes podem formar imagens reais (projetáveis).

02. Verdadeiro.04. Falso. Se a imagem foi projetada, ela é real e in-

vertida.08. Verdadeiro.16. Falso. A lente é convergente e a imagem real.32. Falso. Toda imagem real é invertida. 64. Verdadeiro.

65) 22

f = +20 cm convergente θ = 1 cm p = 10 cm

01. Falso. O objeto se encontra entre o foco e o vértice do espelho, logo sua imagem é virtual, maior e direita.

02. Verdadeiro.

04. Verdadeiro. 1 1 1f p p

= +'

⇒ 1

20 =

110

+ 1p'

⇒

1

20–

110

= 1p'

⇒ 1 220−

= 1p'

p' = –20 cm (virtual)

08. Falso. Borda grossa ⇒ divergente

(nL > nM)

16. Verdadeiro. A = −p'p

= IO

⇒ − −( )20

10 =

I1

∴ I = 2 cm

32. Falso. Sua imagem diminui de tamanho.

66) 30

A = – 3 (real/projetável)

01. Falso. p + p' = 40 cm ⇒ p' = 40 – p

A = −p'p

⇒ − 3 = −pp

' ⇒

3 = 40 − pp

⇒ 3 p = 40 – p

p = 10 cm p' = 30 cm

02. Verdadeiro.

1f

=1

10 +

130

⇒ 1f

=3 130+

∴ = 7,5 cm

04 Verdadeiro. Só lentes convergentes podem formar imagens reais.

08. Verdadeiro.16. Verdadeiro.

67) A

A lente em questão é divergente, pois a imagem for-mada é virtual, direita e menor que o objeto. Quanto mais distante o objeto estiver da lente, menor será a imagem. Se o objeto estiver no infinito, sua imagem será um ponto sobre o foco.

Física B 11

GABARITO

68) E

Como a lente é plano-convexa, consideramos na equa-ção:

R1 = 0 e R2 = 20 cm (0,2 m)

C = (n – 1) . [(1/R1 + 1/R2)] C = (1,5 – 1) . [0 + 1/0,2] C = 0,5 . 5 C = 2,5° di

Obs: Como uma parte da lente é plana, o raio tende ao infinito. R1 = ∞

69) Figura I

1fo

= nn

lente

meio

−

1 .

1 1

1 2R R+

1fo

= 181

1, −

. 1 1R R

+

1fo

= 0,8 . 2R

∴ 1fo

= 16,R

∴ R = 1,6 fo

Figura II

1f

= nn

lente

meio

−

1 .

1 1

1

0

2R R+

plano – convexa

R1 = 0

R2 = R

1f

= 181

1, −

. 1R

1f

= 0,8 . 1R

∴ 1f

= 0 8

16,

, fo ⇒ f = 2 fo