Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre Princípios da Propagação da Luz
Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre
Princípios da Propagação da Luz
01- D – veja teoria
02- A região A (cruzamento dos feixes vermelho, verde (amarelo + azul) e azul) será branca. Pelo princípio da independência dos raios luminosos, após o cruzamento os feixes continuam como se nada tivesse acontecido. Assim, B será azul, C verde e D vermelho. R – D
03- C – (veja teoria)
04- C – é a única alternativa que é uma fonte de luz primária.
05- O intervalo de tempo compreendido entre duas Luas novas consecutivas que é de aproximadamente 30 dias (29 dias, 12 horas e 44 minutos). Como o eclipse solar ocorre na Lua nova e o lunar na Lua cheia, o intervalo de tempo mínimo entre um eclipse solar e um lunar deve ser da metade desse valor (aproximadamente 15 dias, duas semanas), que é o tempo que a Lua para passar da fase de Lua nova para a fase de Lua cheia. R- D
06- Após 24h, a luz do Sol deixou de chegar à Terra e ele veria somente as estrelas, que são fontes primárias de luz. R- C
07- No meio translúcido, a visão do objeto não é nítida e, em seu interior os raios de luz percorrem trajetórias irregulares, até chegarem ao olho do observador – R- A
08- Os raios de luz devem ser emitidos por uma fonte luminosa (lâmpada), chegar à Marília onde devem refletir difusamente, e atingir os olhos de Dirceu R- A
09- D- (veja teoria)
10- A – (veja teoria)
11- R – E
12- A clarabóia se comporta como uma fonte extensa de luz, delimitada pela parte superior esquerda da geladeira, e as regiões de iluminada (i), de sombra (s) e penumbra (p), estão
indicadas na figura — (i) – recebe toda a luz proveniente da clarabóia – (s) – não recebe luz nenhuma da clarabóia – (p) – recebe apenas parte da luz proveniente da clarabóia — R – D
13- Observe na figura abaixo que a sombra da pirâmide deve ser medida a partir de sua altura máxima H, contada a partir do ponto P, onde a distância PM é metade de sua aresta da base (233/2=116,5m).
Semelhança de triângulos — H/3=(116,5 + 127)/5 — H=146,1m R- E
14- A íris é uma membrana colorida com a abertura central circular (a pupila), por onde a luz proveniente do objeto penetra no olho e é projetada sobre a retina, onde a imagem invertida é formada.
O=30cm — i=? — d=2cm — D=15.000cm — os dois triângulos hachurados são semelhantes — i/O = d/D — i/30 = 2/15.000 — i=0,004cm=4.10-3cm=4.10-5m — 1 micron=10-6m — i=40.10-6m — R- B
15- Quando a sombra do lápis desaparece do solo (altura h), a situação fica conforme esquematizado na figura abaixo.
Semelhança de triângulos — 14.108/7.10-3 = 15.1010/h — h=15.1010/2.1011 — h=0,75m=75cm
16- Veja figura abaixo
Antes — i/O = d/D — 4/20=d/100 — d=20cm — Depois — i/O = d/D — 4/20=d/50 — d=10cm — deve ser aproximada de — a=20 – 10 — a=10cm
17- Observe que a altura do objeto (O) e o comprimento da caixa são constantes e que a distância do objeto à caixa (P) e a altura da imagem ( i ) são variáveis — i/O = P’/P — P.i=O.P’ — P.i=K (constante) — P=K/i — P e i são inversamente proporcionais e a representação gráfica dessa equação , denominada matematicamente de hipérbole eqüilátera, está na alternativa A
18- A imagem formada fica invertida duas vezes, uma horizontal, trocando direita por esquerda e outra vertical, trocando cima por baixo R- C
19- Se existe uma região de penumbra a fonte é extensa e não pontual R- E
20- Como 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, 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 – R- A
21- A parte superior da lâmpada funciona como uma fonte extensa de luz cujos raios emitidos
tangenciam a superfície superior esquerda da capa opaca,originando as regiões de luz, sombra e penumbra projetadas na parede acima, conforme a figura. R- A
22- C- (veja teoria)
23- Se a vela queima a uma velocidade de V’=2cm/min, após um minuto ele desceu d=2cm e sua projeção na parede subiu até o ponto C de uma distância x.
Semelhança de triângulos — a/2 = 2.a /x — x=4cm — em Δt=1min – ΔS=x=4cm — V’’= ΔS/ Δt — V’’=4/1=4cm/min
R- D
24- Como é a parte de cima da Lua que está sendo iluminada, só os raios de luz daalternativa A podem fazê-lo.
25- Observe na figura abaixo que o observador, à medida que a Lua se afasta dele no sentido indicado, vê a parte clara da Lua
aumentando e a escura diminuindo. A fase da Lua nesse caso só pode ser quarto crescente R- A
26- V=ΔS/ Δt — 3.108=3,9.108/ Δt — Δt=1,3s R- D
27- a) ano-luz é definido como sendo a distância percorrida pela luz, no vácuo, em um ano com velocidade v=3.108m/s. Esse valor equivale a V=ΔS/Δt — V=3,0.108m/s — Δt=1 ano em segundos @ 3,1.107s — 3,0.108=ΔS/3,1.107 — ΔS≈9,5.1015m — essa distância corresponde a 1 ano luz — distância de ida e volta do planeta à Terra – ΔS=2.4,3.9,5.1015 — ΔS=81,7.1015m —
V= ΔS/ Δt — 3.108=81,7.1015/ Δt — Δt=27,2.107s — 27,2.107/3,2.107=8,5anos
b) d=81,7.1015/2 — d=40,85.1015m=4,085.1016m
28- C
29- C – (veja definição de ano-luz na resposta do exercício anterior)
30- Observe a figura abaixo
Os triângulos que envolvem os diâmetros da Lua e do Sol são semelhantes — 3,4.103/3,8.105 = D/1,5.108 — D=1,3421.106 — R=D/2 — R=0,671.106 — R=6,71.105 km
31- RS/RL=D/3,5.105 — D=1,4.108 km
32– a) vermelho, o filtro vermelho só deixa passar através dele a luz monocromática vermelha, transmitindo-a.
b) vermelho, pois ele reflete difusamente apenas a cor vermelha
33- D – O cartão vermelho absorve todas as cores e reflete difusamente apenas o vermelho, assim ele vai absorver a cor verde azulada.
34- O azul absorveu o amarelo fornecendo cor preta e o branco difundiu o amarelo, fornecendo a cor amarela R– negro e amarelo
35- Branco difunde vermelho, vermelho difunde o vermelho e azul absorve o vermelho e será visto como negro. Vermelho e preto.
36 – D
37- 01. Correta — o raio de luz é considerado tão pequeno que não tem dimensão, não existe — mas, sua representação puramente geométrica é necessária para explicar os fenômenos ópticos.
02. Correta — ponto objeto virtual é o vértice de feixe incidente e convergente.
04. Falsa — um meio ISOTRÓPICO é aquele no qual a luz se propaga com a mesma velocidade em todas as direções e sentidos.
08. Falsa — princípio da Reversibilidade: a trajetória de um raio independe do sentido de propagação.
16. Falsa — quando ocorre a reflexão da luz, o raio incidente, o raio refletido e a normal ao ponto de incidência estão contidos no mesmo plano (1ª lei da reflexão).
R- 01 + 02 = 03
38- A sombra projetada é determinada pela posição do Sol relativamente à Terra e pelo princípio da
propagação retilínea da luz,em meios homogêneos e transparentes — R- C
39- Observe as semelhanças de triângulos nas figuras abaixo — 1,8/48=i/d — i=1,8d/48 — 1,8/72=i’/d — i’=1,8d/72 —
i/i’=1,8d/48 x 72/1,8d=1,5 — R- E
40- 215/d=14/16 — d=16×215/14 — d≈245,7cm — R- C
41- Ele absorve o restante das cores (radiações) e reflete a cor cuja freqüência e consequentemente o comprimento de onda corresponde ao da radiação (cor) amarela — R- D
42- 01. Falsa — trata-se de reflexão irregular ou difusa.
02. Correta — a luz se espalha em todas as direções permitindo que chegue ao observador em qualquer posição que ele esteja.
04. Correta
08. Falsa — ele reflete difusamente todas as cores.
16. Correta — Correta — é por esse motivo que você enxerga o corpo na cor vermelha.
R- (02 + 04 + 16)=22
43- Observe as figuras abaixo — h/200=6/d — d=1200/h — h/x=4/d — h/x=4/(1200/h) — 4x=1200 — x=300cm=3m —
R- A
44– Observe as porcentagens absorvidas no gráfico — o verde praticamente não é absorvido, só podendo ser refletido — R- A
45- Dados — h = 1,5 m — d = 50 cm = 0,5 m — D = 20 m — semelhança de triângulos — H/h=D/d — H/1,5=20/0,5 — H=60m — R- D
46- Como os raios de luz penetram no vidro fosco, ocorre refração — como os raios deixam de ser
paralelos eles se espalham (difundem) — R- C
47- As lâmpadas L1 e L3 são consideradas fontes puntiformes, iluminando regiões de mesma forma, semelhantes ao triângulo da máscara e de mesma orientação, conforme ilustrado nas figuras abaixo.
A Lâmpada L2 comporta-se como uma fonte extensa na direção vertical. A fig.1 (a seguir) mostra as regiões iluminadas se somente a extremidades do filamento (duas fontes puntiformes, Fa e Fb) estivessem acesas — a fig.2 mostra o filamento como se várias fontes puntiformes fossem intercaladas entre Fa e Fb — como uma fonte extensa é, na verdade, um conjunto de infinitas fontes puntiformes, cada uma delas forma um triângulo iluminado. A região iluminada por L2 é a superposição desses infinitos triângulos, como mostrado na fig.3.
R- D
48- R- B — Falsa — somente se ele incidir perpendicularmente ao espelho.
49- a) A Lua deve se afastar da Terra de modo que os raios emitidos pelo Sol dentro dos ângulos
AOA’ e BOB’, indicados na figura a seguir, atinjam o ponto O enquanto os raios emitidos dentro do ângulo A’OB’ continuem bloqueados pela Lua.
b) Denotando, na figura do eclipse total a seguir, o centro da Lua por L, o centro do Sol por S, o
ponto de tangência com a Lua de um raio tangente ao Sol e à Lua por L’, e o ponto de tangência com o Sol por S’, por semelhança dos triângulos OLL’ e OSS’, temos LL’/SS’= d/OS, donde d = (1,75.103/0,70.106)/150.106 km — d = 375.103km.
50- O branco é a união de todas as cores — uma camisa nos parece vermelha, porque iluminando-a com luz branca, seu material só reflete a componente vermelha da luz — o branco reflete qualquer cor — vermelho só reflete vermelho — azul só reflete azul — e assim sucessivamente — o amarelo não reflete o azul — você enxergará preta — branco reflete azul — você enxergará azul — R- E
51- Área do disco opaco — S1=πR12 — R1=√(S1/π) — S2=4S1=πR22 — R22=√(4S1/π) — R2=2√S1/π) — R2=2R! — consequentemente a razão entre os respectivos diâmetros será —
— d2=2d1 — observe na figura que os triângulos menor (de diâmetro d1) e maior (de diâmetro d2) são semelhantes — 1/d1 = P/2d1 — P=2m — R- C.
52- Observe no gráfico da figura 1 que o comprimento de onda onde ocorre a absorção máxima está em torno de 500nm e, na figura 2, você verifica que se trata da cor verde (radiação mais absorvida) — como o enunciado afirma que o comprimento de onda correspondente à cor do objeto, é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima, a cor oposta a esse comprimento de onda (cor verde) é a cor vermelha — R- E.
53- Sendo x=12,5 cm — log(L/15) = – 0,08.12,5 — log(L/15)= – 1 — L/15 = 10-1 — L=15.10-1 — L=1,5 lumens — R- D
54-
A cor apresentada por um corpo, ao ser iluminado, depende do tipo de luz que ele reflete difusamente (espalha em todas as direções e sentidos) e que chega aos olhos do observador.
Pedro — a cor branca de sua camisa absorve todas as cores e reflete difusamente o verde e, portanto ela será vista na cor verde — João — a cor vermelha de sua camisa absorve o verde e não reflete nenhuma cor e, portanto ela será vista negra (ausência de cores) — Maria — a cor verde de sua camisa reflete apenas o verde e será vista nesta cor (verde) — R- B.