Exercícios de Física Resolvidos

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II. Exercícios resolvidos 
 
1. Calcule a pressão exercida sobre uma superfície de 4m2 , quando é aplicada uma Força de 12N. 
 Resolução: 
 
2. Para determinar a pureza de uma peça de ouro de 5,02 g, mergulhou-se a peça em um recipiente 
graduado, contendo água. Pela diferença do nível da água antes e depois de mergulhar a peça, 
determinou-se o volume da peça em 0,26 cm3. A peça é realmente de ouro? 
Resolução: 
 
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3. Um peixe de água salgada está submerso no mar a 50 m de profundidade, em um local onde a 
pressão atmosférica é de 1,0 atm. Sabendo-se que a densidade da água do mar é de 1,03.103 kg/m3 
e g=10 m/s2 , determine a pressão a que o peixe está submetido. 
Resolução: 
 
4. Um grande reservatório contém dois líquidos, A e B, cujas densidades são ρA=0,70 g/cm3 e ρB=1,5 
g/cm3 (veja a figura ao lado). Despreze a pressão atmosférica. 
a. Identifique os líquidos A e B. Justifique. 
b. Qual é a pressão no ponto 1? 
c. Calcule a pressão no ponto 2 
d. Qual é a pressão no ponto 3? 
 
Resolução: 
a. Identifique os líquidos A e B. Justifique. 
R: O líquido A é o de cima, pois tem menor densidade. 
 
b. Qual é a pressão no ponto 1? 
R: A pressão no ponto 1 é igual a zero, pois não há líquido e a pressão atmosférica é desprezada. 
 
c. Calcule a pressão no ponto 2? 
 
 
 
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d. Qual é a pressão no ponto 3? 
 
 
 
III. Exercícios de aplicação 
 
1. Um objecto de madeira flutua num poço de água ( 1000água 3/ mKg ). A madeira possui 0,5 kg 
de massa e a aceleração de gravidade local é de 10 m/s2. Determine: 
a. A força de empuxo? 
b. O volume de água deslocado pela madeira? 
 
2. Um objecto com massa de 10 kg e volume de 0,002 m3 é colocado totalmente dentro da água (
1
3/ cmg ). (use g = 10 m/s2) 
a. Represente todas forças que actuam sobre o objecto. 
b. Qual é o valor do peso do objecto? 
c. Qual é a intensidade da força de empuxo que a água exerce no objecto? 
d. Qual é o valor do peso aparente do objecto? 
e. Desprezando o atrito com a água, determine a aceleração do objecto. 
f. O objecto flutua ou afunda? Justifique. 
 
3. Um cubo de madeira ( c = 0,65 g/cm3), com 20 cm de aresta, flutua na água ( 1água 3/ cmg ). 
Determine a altura do cubo que permanece dentro da água. 
 
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4. Uma pedra está mergulhada num rio, apoiada sobre o seu leito. Você abaixa-se e a levanta, mas 
sem tirá-la da água. 
a. Faça um esquema mostrando as forças que agem sobre a pedra. 
b. Ela lhe parecerá mais leve ou mais pesada do que se estivesse fora da água? Justifique. 
c. Porque é que a pedra se encontra apoiada sobre o leito do rio. 
 
5. Um tronco está boiando na superfície de um lago. Metade do tronco está emersa na água e a outra 
está imersa. O volume do tronco é igual a 1 m3. Considere a densidade da água do mar como sendo 
1000 Kg/ m3. 
a. Faça um esquema indicando as forças que actuam sobre o tronco. 
b. Calcule o valor do empuxo recebido pelo tronco. 
c. Qual é o seu peso? E qual a sua massa? 
d. Calcule a densidade do material que compõe o corpo. 
 
 
6. A figura abaixo mostra um corpo, que flutua em água com 
8
7
 do seu volume emerso. 
O mesmo corpo flutua num determinado líquido com 
6
5
 do seu volume emerso. Calcule a razão 
entre a massa específica do líquido e a da água. 
 
 
7. Um corpo de massa m e volume V está submerso num líquido de densidade  . A força de 
impulsão é F. Um outro corpo de massa 4m e volume 2V está submerso num líquido de densidade 
2

.Compare as forças de impulsão nos dois casos. 
 
8. Um corpo foi mergulhado num líquido. Depois de ser largado, verificou-se que ele ficou em 
equilíbrio. Então não é incorrecto afirmar que: 
a. O empuxo é menor que o peso. 
b. O empuxo é maior que o peso 
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c. A densidade do corpo é igual a do líquido 
d. A densidade do corpo é maior que a do líquido. 
e. O empuxo é igual ao peso. 
 
9. Uma pedra, cuja massa específica é de 3,2 g / cm3, ao ser inteiramente submersa em determinado 
líquido, sofre uma perda aparente de peso, igual à metade do peso que ela apresenta fora do líquido. 
A massa específica desse líquido é, em g / cm3, 
a. 4,8 b. 3.2 c. 2,0 
d. 1,6 e. 3,2 
 
10. Um ovo colocado num recipiente com água vai até o fundo, onde fica apoiado, conforme a figura. 
Adicionando-se sal em várias concentrações, ele assume as posições indicadas nas outras figuras B, 
C, D e E. 
 
A situação que indica um empuxo menor do que o peso do ovo é a da figura: 
a. A b. B c. C 
d. D e. E 
 
11. Dê respostas objectivas aos problemas que a seguir são apresentados, esquematizando sempre 
que necessário. 
a. A altura duma coluna líquida é de 9m. Faça o esquema do exercício e calcule 
a pressão dum ponto que se encontra a 6m do fundo do fluido, sabendo que a 
densidade do fluido é de 3000 Kg/m3. Considere g=10 m/s2. 
 
b. Do problema representado pela figura ao lado, calcule a variação da pressão 
(PB-PA) entre os dois pontos. Sabe-se que a densidade do fluido é de 3000kg/m3, considere 
g=10m/s2. 
 
c. Faça o esquema do problema e calcule a pressão total no fundo de um lago à 2m de profundidade. 
São dados: patm = 105 N/m2; g = 10 m/s2, ρágua = 1000 kg/m3. 
 
 
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UNIDADE TEMÁTICA IV ÓPTICA GEOMÉTRICA 
 
 
 
I. Resumo de conteúdos 
 
1. Introdução a Óptica Geométrica 
A óptica é a parte da Física que estuda os fenómenos relacionados com a luz. 
 
2. Luz 
A luz, ou luz visível como é fisicamente caracterizada, é uma forma de energia radiante. É o agente 
físico que, actuando nos órgãos visuais, produz a sensação da visão. 
 
2.1. Fontes de luz 
Fontes de luz são todos os corpos dos quais se podem receber luz, podendo ser fontes primárias ou 
secundárias. 
 Fontes primárias: também chamadas de corpos luminosos, são corpos que emitem luz 
própria, como por exemplo, o sol, as estrelas, a chama de uma vela, uma lâmpada acesa,... 
 
 Fontes secundárias: também chamadas de corpos iluminados, são os corpos que enviam a 
luz que recebem de outras fontes, como por exemplo, a Lua, os planetas, as nuvens, os 
objectos visíveis que não têm luz própria. 
 
2.2. Meios de propagação da luz 
a. Meio transparente 
É um meio óptico que se deixa atravessar totalmente pela luz, ou seja, o observador vê um objecto 
com nitidez através do meio. Exemplos: ar, vidro comum, papel celofane, etc... 
 
b. Meio translúcido 
É um meio óptico que se deixa atravessar parcialmente pela luz., ou seja, o observador vê o objecto 
através do meio, mas sem nitidez. 
 
c. Meio opaco 
É um meio óptico que não permite que a luz se propague, ou seja, não é possível ver um objecto 
através do meio. 
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2.3. Raios de luz 
São a representação geométrica da trajectória da luz, indicando sua direcção e o sentido da sua 
propagação. Representa-se um raio de luz por um segmento de reta orientado no sentido da 
propagação. 
 
 
2.4. Feixe de luz 
É um conjunto de infinitos raios de luz; um feixe luminoso pode ser: 
 
a. Convergente: os raios de luz convergem para um ponto; 
 
b. Divergente: os raios de luz divergem a partir de um ponto; 
 
c. Paralelo: os raios de luz são paralelosentre si. 
 
 
3. Princípios da Óptica Geométrica 
1º) Princípio da propagação retilínea da luz: num meio homogêneo e transparente, a luz propaga-
se em linha recta. 
 
2º) Princípio da reversibilidade dos raios de luz: o caminho seguido pela luz independe do sentido 
de propagação. 
 
3º) Princípio da independência dos raios de luz: um raio de luz, ao cruzar com outro, não interfere 
na sua propagação. 
 
4. Sombra e penumbra 
Quando um corpo opaco é colocado entre uma fonte de luz e um anteparo é possível delimitar 
regiões de sombra e penúmbra. 
 
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 Sombra é a região do espaço que não recebe luz directa da fonte. 
 
 Penumbra é a região do espaço que recebe apenas parte da luz directa da fonte, sendo 
encontrada apenas quando o corpo opaco é posto sob influência de uma fonte. 
 
 
 
5. Eclipses 
A explicação científica dos eclipses é bastante simples e baseia-se nos movimentos da Terra e da 
Lua em volta do Sol e na propagação rectilínea da luz. 
 
5.1. Eclipse solar 
Durante o movimento da Terra em volta do Sol, a Lua move-se em volta da Terra. Quando a Terra, a 
Lua e o Sol encontram-se no mesmo plano e estando a Lua situada entre a Terra e o Sol, o cone de 
sombra da Lua cai sobre a Terra 
 
 
 
5.2. Eclipse lunar 
O eclipse lunar ocorrerá, quando a Lua penetrar na região do cone de sombra da Terra. O eclipse 
será parcial quando a Lua estiver na posição “1” e total quando a Lua estiver na posição “2” 
 
 
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6.Reflexão da luz 
 
 
Reflexão é o fenômeno que consiste no facto de a luz voltar a se propagar no meio de origem, após 
incidir sobre uma superfície de separação entre dois meios. 
 
AB = raio de luz incidente 
BC = raio de luz reflectido 
N = recta normal à superfície no ponto B 
T = recta tangente à superfície no ponto B 
i = ângulo de incidência, formado entre o raio incidente e a recta normal. 
 r = ângulo refletido, formado entre o raio refletido e a recta normal. 
 
A reflexão da luz pode ter efeitos diferentes, dependendo do tipo da superfície reflectora: 
 
a. Reflexão difusa ou irregular 
A luz que incide sobre a superfície volta ao mesmo meio, de forma irregular, ou seja, os raios 
incidentes são paralelos, mas os reflectidos são irregulares. Ocorre em superfícies rugosas, como as 
paredes. 
 
 
 
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b Reflexão regular 
A luz que incide na superfície retorna ao mesmo meio, regularmente, ou seja, os raios incidentes e 
reflectidos são paralelos. Ocorre em superfícies bem polidas, como espelhos. 
 
6. Leis da reflexão 
Os fenômenos em que acontecem reflexões, tanto regular quanto difusa, obedecem a duas leis 
fundamentais que são: 
 
1ª Lei da reflexão 
“O ângulo de incidência (i) é sempre igual ao ângulo de reflexão (r).” 
 
2ª lei da reflexão 
“O raio de luz incidente e o raio de luz refletido, assim como a reta normal à superfície, pertencem ao 
mesmo plano, ou seja, são coplanares”. 
 
7. Espelho plano 
Um espelho plano é aquele em que a superfície de reflexão é totalmente plana. 
Para saber mais... 
Os espelhos geralmente são feitos de uma superfície metálica bem polida. É comum, usar-se uma 
placa de vidro onde se deposita uma fina camada de prata ou alumínio em uma das faces, tornando a 
outra um espelho. 
 
7.1. Construção das imagens em um espelho plano 
Para se determinar a imagem em um espelho plano, basta imaginarmos que o observador vê um 
objecto que parece estar atrás do espelho, isto ocorre, pois, o prolongamento do raio reflectido passa 
por um ponto imagem virtual (PIV), "atrás" do espelho. 
 
Nos espelhos planos, o objecto e a respectiva imagem têm sempre naturezas opostas, ou seja, 
quando um é real o outro deve ser virtual, portanto, para se obter geometricamente a imagem de um 
objecto pontual, basta traçar por ele, através do espelho, uma recta e marcar simetricamente o ponto 
imagem 
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. 
 
8. Espelhos esféricos 
Espelhos esféricos são superfícies reflectoras que têm a forma de calota esférica. Existem dois tipos 
de espelhos esféricos: 
 
a. Espelhos esféricos convexos 
São convexos se a superfície reflectora for a parte externa. 
 
 
 
 
c. Espelhos esféricos côncavos 
São côncavos se a superfície reflectora for a parte interna. 
Fazendo a luz solar incidir num espelho côncavo, os raios reflectidos se concentram num ponto, e o 
ponto onde se concentram esses raios se chama foco do espelho.