AP1 ICF 2024-1CadernoQuestoes

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IF/UFRJ 
Introdução às Ciências Físicas I
1o Semestre de 2024 
AP1 de ICF1
Profs. Germano Penello e Lucas Sigaud 1
Fundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro
AP1 – Introdução às Ciências Físicas 1– 1/2024
Código da disciplina EAD04001
Nome: ____________________________________________________ Matrícula:_________________
Polo: __________________________________________
Atenção!
 Para cada folha de respostas que utilizar, antes de começar a resolver as questões, preencha conforme modelo abaixo
(pintando os respectivos espaços na parte superior da folha) o número do CPF ou o número da Matrícula, o código da
disciplina (indicado acima em negrito) e o número da folha.
PADRÃO DE PREENCHIMENTO NA FOLHA DE RESPOSTAS
 Preencha o número total de folhas somente quando for entregar a prova!
 Identifique a Prova e as Folhas de respostas, colocando Nome,
Matrícula e Polo.
 É expressamente proibido o uso de qualquer material que sirva
de consulta. O uso de calculadora científica é permitido apenas
em equipamentos específicos para esta finalidade.
 Devolver esta prova e as Folhas de Respostas ao aplicador.
 Somente utilize caneta esferográfica com tinta azul ou preta
para registro das resoluções nas Folhas de Respostas.
 As Folhas de Respostas serão o único material considerado
para correção. Quaisquer anotações feitas fora deste espaço,
mesmo que em folha de rascunho, serão ignoradas.
 Não amasse, dobre ou rasure as Folhas de Respostas, pois
isto pode inviabilizar a digitalização e a correção.
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Introdução às Ciências Físicas I
1o Semestre de 2024 
AP1 de ICF1
Profs. Germano Penello e Lucas Sigaud
No experimento 1 da Aula 1 propusemos um modelo de
propagação da luz no qual fizemos a hipótese que os
raios se propagavam em linha reta. Para comprovar a
nossa hipótese utilizamos a caixa escura. Inicialmente
medimos diretamente o diâmetro D de uma mancha
luminosa que aparecia no anteparo. Os valores dessa
medida e da sua incerteza foram colocados na tabela 1.
2
Questão 1 (3,0 pontos)
a b
d D
D [cm] dD [cm]
7,9 0,5
A seguir, utilizando a propagação retilínea da luz e aplicando geometria à figura 1,
obtivemos a relação teórica entre o diâmetro D da mancha luminosa e as medidas a, b e d
representadas nesta figura. Os valores das medidas diretas das distâncias a, b e d e das
suas incertezas experimentais foram colocados na Tabela 2.
Tabela 1
a [cm] da [cm] b [cm] db [cm] d [cm] dd [cm]
11,1 0,3 27,4 0,2 2,2 0,1
Tabela 2
A expressão teórica do diâmetro D da mancha associada ao modelo de propagação
retilínea da luz é dada por:
A incerteza da medida foi estimada através dos valores de Dmax e Dmin calculados da
seguinte forma:
.
2
);1)(();1)(( minmax
minmax
DD
D
aa
bb
ddD
aa
bb
ddD







 d
d
d
d
d
d
d
a) Calcule o valor de D com as equações do modelo teórico
PROVA AP1 de ICF1
b) Calcule o valor de Dmax, Dmin e dD com as equações do modelo teórico. Reproduza a
tabela 3 na folha de respostas, e preencha tomando os seguintes cuidados:
• Dmax e Dmin devem ser representados com 4 algarismos significativos;
• a incerteza dD deve ser representada com apenas um algarismo significativo;
• o número de algarismos significativos do D tem que ser compatível com a
maneira como a incerteza dD está escrita na tabela.
𝐷 = 𝑑 1 +
𝑏
𝑎
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Profs. Germano Penello e Lucas Sigaud
Tabela 3
D [cm] Dmax [cm] Dmin [cm] dD [cm]
c) Escreva o intervalo dos números reais I1 que representa a faixa de valores da medida
direta do diâmetro da mancha luminosa (Tabela 1).
d) Escreva o intervalo dos números reais I2 que representa a faixa de valores da medida
indireta do diâmetro da mancha luminosa (Tabela 2).
e) Represente em um segmento de reta (use como padrão o segmento a seguir,
reproduzindo-o no caderno de respostas) os intervalos I1 e I2 . Qual a interseção entre os
intervalos I1 e I2 ?
cm
f) Os resultados obtidos comprovam o modelo de propagação retilínea da luz? Justifique.
3
Analise as afirmativas abaixo e indique no caderno de respostas (identificando cada
afirmativa pelo seu número) se cada uma é verdadeira (V) ou falsa (F). Caso seja
verdadeira, explique o porquê. Caso seja falsa, escreva a versão correta da
frase correspondente. Respostas sem justificativas não serão consideradas.
I. Dois estudantes diferentes realizaram uma medida do comprimento de um
livro. Os intervalos I1 = [19,6, 20,6] cm e I2 = [19,8, 20,2] cm representam as
faixas de valores associadas às medidas feitas. Ao analisar o resultado
dessas medidas considerando as incertezas, não existe a probabilidade das
medidas serem consideradas iguais.
II. Um meio homogêneo é aquele que tem as mesmas propriedades físicas e
químicas em todos os seus pontos.
III. Ao realizar o experimento 3 da disciplina, você observou que a luz de uma
fonte extensa atravessou duas fendas estreitas, e que a mancha luminosa
associada à fenda mais estreita é mais larga do que aquela associada à fenda
com largura maior. Esse fenômeno é explicado pela óptica geométrica ao
analisar que a luz se propaga em linha reta em um meio homogêneo.
IV. Damos o nome de fonte de luz extensa quando a distância entre a fonte e o
objeto é grande em comparação com o tamanho da fonte.
V. A dependência entre índice de refração e cor é denominada dispersão. Esse
fenômeno é responsável pela separação das cores quando passamos luz
branca pelo prisma (experimento 5) e, também, pela formação do arco-íris.
Questão 2 (2,0 pontos)
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Questão 3 (2,5 pontos)
PARA ESTA QUESTÃO, SOLICITE FOLHA DE GRÁFICO AO FISCAL
Um carro parte da cidade A que está a uma
distância de 70 km da origem do sistema de eixos
coordenados O na direção 1-2. Ele segue primeiro
para a cidade B, que dista 160 km de A, na
direção 5-6 (que forma um ângulo de 30o com a
direção 1-2), no sentido de 5 para 6. Depois ele
segue para a cidade C, que dista 200 km de B, na
direção 3-4 no sentido de 4 para 3. As direções
estão representadas na figura abaixo, assim como
a posição da cidade A, a origem do sistema de
eixos O e a direção dos unitários Ƹ𝑖 e Ƹ𝑗.
1
2
3 4
5
6
Ƹ𝑖
Ƹ𝑗
O
A
a) Desenhe, na folha de papel milimetrado (folha de gráfico) do seu caderno de
respostas, um sistema de eixos coordenados com a origem no ponto O, o eixo OX com a
direção e o sentido do vetor unitário Ƹ𝑖 e o eixo OY com a direção e o sentido do vetor
unitário Ƹ𝑗. No seu gráfico, 1,0 cm deve corresponder a 20 km.
b) Desenhe o ponto A na posição indicada no enunciado da questão.
c) Desenhe o vetor deslocamento 𝑑1 do carro que vai de A até B.
d) Desenhe o vetor deslocamento 𝑑2 do carro que vai de B até C.
e) Projete os vetores deslocamentos 𝑑1 e 𝑑2 nas direções dos vetores unitários Ƹ𝑖 e Ƹ𝑗.
Desenhe os vetores projetados 𝑑1𝑥,𝑑1𝑦,𝑑2𝑥 e 𝑑2𝑦.
f) Calcule as componentes dos vetores 𝑑1 e 𝑑2. Não é para medir no desenho.
g) Calcule as componentes do deslocamento total 𝑑3. Calcule o módulo de 𝑑3 e o ângulo
que ele faz com o eixo OX. Não é para medir no desenho.
Considere as figuras abaixo. Todas elas representam um raio luminoso passando de um
meio para outro. Considere o meio 1 com n1 = 1,00 e o meio 2 com n2 = 1,50. Redesenhe
as figuras em seu caderno de repostas. Em TODAS as figuras, determine e indique a
normal, o ângulo de incidência, o raio refletido, o ângulo de reflexão, o raio refratado e o
ângulo de refração. Apresente todos os cálculos no seu caderno de resposta.
Questão 4 (2,5 pontos)
60º
M
e
io
 1
M
e
io
 2
100o
M
e
io
 1
M
e
io
 2
150º
M
e
io
 1
M
e
io
 2a) b) c)