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Aulas online - Estácio - Física Teorica II segunda parte

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1 
Exercícios 
 
1- O estudo da condutividade térmica é importante 
em diversas áreas do conhecimento. 
 
Faça uma pesquisa sobre a sua importância na 
construção civil. Cite os principais materiais 
utilizados e discuta as propriedades térmicas de 
cada um deles. 
 
2- A transmissão de calor entre os corpos pode ocorrer por três processos diferentes. 
 Iglu, residência dos esquimós 
 
 
Sobre esses processos considere os seguintes exemplos: 
 
I – A aproximação da mão aberta em frente à chapa do ferro mantido na posição 
vertical; 
II- O toque rápido com o dedo molhado na chapa quente; 
III- O movimento característico, aproximadamente circular, de subida e descida da 
água sendo aquecida em um recipiente de vidro. 
 
Em cada uma das três situações descritas, a transmissão de calor ocorre, 
respectivamente, através de: 
 
 
(a) Radiação, condução, convecção 
(b) Condução, convecção, radiação 
(c) Convecção, condução, radiação 
(d) Radiação, convecção, condução 
(e) Convecção, radiação, convecção 
 
 
3- Uma barra de alumínio de comprimento L = 1,0m tem uma de suas extremidades 
em contato térmico com gelo fundente e outra com vapor de água a 100°C. A barra 
está envolta em amianto para evitar perdas de calor. A secção transversal da barra é 
de 20cm2 e o alumínio tem coeficiente de condutibilidade térmica k = 0,50 
cal/s.cm°C. 
 
Mantido em regime estacionário, podemos afirmar que a massa de gelo que se funde 
em 4.10 3 s será igual a: 
 
(a) 1500g (b) 1000g (c) 500g (d) 0,002g (e) 200g 
 
 
 
 
 
 
 
 2 
 
4- Os refrigeradores possuem paredes internas constituídas geralmente por poliestireno. 
Supondo que um refrigerador tenha a área interna total igual a 4m2 e espessura de 
20mm, sendo a diferença de temperatura entre o interior e o exterior igual a 20°C, 
utilizando a condutividade térmica do poliestireno k = 0,01W/m-1.k-1, podemos afirmar 
que o calor que flui através dessas paredes no intervalo de uma hora é igual a : 
 
Sendo: 
L
kAHt.HQ
fq 

 
 
(a) 144 KJ (b) 40 KJ (c) 96 KJ (d) 39,1 KJ 
(e) 100KJ 
 
 
5- Um cilindro de cobre de comprimento L= 2,0m e área de secção transversal A = 10 
cm2 é embrulhado com uma manta isolante de lã de vidro e suas extremidades são 
conectadas a recipientes contendo água em ebulição e gelo fundente, sob pressão 
normal. 
 
Calcule o fluxo de calor que o travessa. 
 
Dado: k = 385 W/m.k 
 
 
6- A prata tem coeficiente de condutibilidade térmica aproximadamente igual a 
1cal/s.cm.°C. Uma barra de prata possui comprimento de 20cm e área de secção 
transversal igual a 2cm2. 
 
Colocamos a extremidade A da barra em vapor a 100°C e a extremidade B em gelo 
fundente (Calor latente de fusão do gelo, L = 80 cal/g). 
 
(a) Determine o fluxo de calor através da barra. 
(b) Determine a massa de gelo que se funde em 8 minutos. 
 
 
7- Uma chapa de cobre de 2,0cm de espessura e 1,0m2 de área tem suas faces 
mantidas a 100°C e 20ºC. Admita que o regime é estacionário. 
 
Sabendo que a condutibilidade térmica do cobre é de 320kcal/h.m.°C, determine: 
 
(a) O fluxo de calor que atravessa a chapa de cobre. 
(b) A quantidade de calor que atravessa a chapa em 0,5 horas. 
 
 
 
 
 
 3 
8- Nesta aula citamos o funcionamento de um refrigerador convencional, mas atualmente 
temos os refrigeradores que funcionam com o sistema frost free (livre do gelo). 
 
Faça uma pesquisa sobre o fluxo de calor nesses eletrodomésticos 
 
 
9- As grandes capitais, como São Paulo, Tóquio e Nova York, entre outras, sofrem com 
o fenômeno da inversão térmica que ocorre quando os poluentes emitidos pelos 
veículos e indústrias não conseguem se dispersar. 
 
Faça uma breve pesquisa sobre esse problema e investigue se a inversão térmica pode 
ocorrer em qualquer região do planeta. Será que regiões com florestas e lagos sofrem 
com isso? 
 
 
10- O aquecedor solar é um sistema simples que utiliza a radiação, a convecção e a 
condução térmica para o aquecimento de residências e da água. 
 
Faça uma pesquisa sobre os coletores solares, abordando as transferências de calor 
envolvidas nesse processo térmico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 4 
Respostas: 
 
1 – Avaliação a critério do tutor 
 
2 – (a) Radiação, condução, convecção 
 
3 – (c) 500g 
 
4 – (a) 144 kJ 
 
5 –19,25 W 
 
6 – (a) (Resp. Q = 6,4.105kcal); (b) (Resp. H = 1,28.106 kcal/h) 
 
7 – (a) (Resp. 10 cal/s); (b) (Resp. 60g) 
 
8- A critério do tutor. 
 
9 – A critério do tutor. 
 
10 - A critério do tutor. 
 
 
 
 
 
 1 
 
Exemplo: 
 
 
Suponha que 1kg de água a 100°C é convertido em vapor a 100°C à pressão 
atmosférica padrão (1,00 atm = 1,01.105 Pa). 
 
O volume da água varia de um valor inicial de 2,00.10-3m3 para 5,0.,10-2m3. 
 
Determine o valor do trabalho realizado pelo sistema durante esse processo. 
 
Solução: 
W = 1,01.105 Pa.( 5,00.,10-2m3 -2,00.10-3m3) = 4 848 J 
 
Resp.: O trabalho realizado foi igual a 4 848 J. 
 
 
 
 
 
 1 
 
Exemplo: 
 
 
Certa massa de um gás ideal sofre o processo termodinâmico, conforme mostrado no 
gráfico. 
 
Sabe-se que T1= 200K e a temperatura final do gás T2 = 900k. Determine: 
 
 
 
 
(a) O volume final da amostra gasosa. 
 
33
2
2
5
200
35
22
1
11
m10.6V
900
V10.610.2.10.4
2T
VP
T
VP





 
 
(b) O trabalho realizado no processo termodinâmico. 
 
J2000
2
10).26.(10).46(
W
35



 
 
 
 
 
 1 
 
 
 
Exemplo 1 
 
Fonte: SERWAY, vol. 2, página 135. 
 
Ache o rendimento de um motor que recebe 2000J de calor durante a fase de 
combustão e perde 1500J de calor na descarga e no atrito. 
 
Solução: 
 
%2525,0
Q
Q
1
Q
W
Sendo
q
f 
 
 
Resp.: O rendimento do motor foi igual a 25% 
 
 
 
Exemplo 2 
 
Fonte: SERWAY, vol. 2, página 135. 
 
Se um motor tiver um rendimento de 20% e perder 3000J de energia em virtude do 
atrito, qual o trabalho realizado efetuado pelo motor? 
 
 
Solução: 
 
J75030003750WquetemosQQWsendo
J3750Q
Q
J3000
120,0
fq
q
q

 
 
 
Resp.: O trabalho realizado pelo motor será igual a 750J 
 
 
 
 
 1 
 
 
QUESTÃO 1 
 
Ulisses prestou um concurso para trabalhar como engenheiro em Furnas Centrais 
Elétricas, que é uma subsidiária das Centrais Elétricas Brasileiras, vinculada ao 
Ministério de Minas e Energia, atuando no segmento de geração e transmissão de 
energia em alta tensão. 
 
Uma das questões do concurso pedia aos inscritos que calculassem o trabalho 
realizado no processo que é descrito no gráfico abaixo e caracterizassem o tipo de 
transformação de A-B. 
 
Apesar de ter estudado muito, Ulisses errou essa questão. Marque a resposta que os 
candidatos deveriam ter assinalado como correta: 
 
 
 
(a) 8 J, isobárico 
 
(b) 8.105 J, isocórico 
 
(c) 8.105J, isobárico 
 
(d) 1,6.106J, isocórico 
 
(e) 1,6.106J, isobárico 
 
 
 
QUESTÃO 2 
 
Todos os anos, Lúcia faz a festa de aniversário de sua filha. Além da decoração das 
mesas, cadeiras e várias brincadeiras, as crianças se divertem com os inúmeros 
enfeites feitos com bexigas. 
 
Para não perder tempo enchendo os balões com a boca, que, além de cansativo, é 
demorado, Lúcia comprou uma bomba para encher bexigas que possibilita controlar o 
volume do gás Hélio em cada balão. 
 
A fim de fazera réplica de um boneco de neve, foi necessário encher um dos balões 
com a pressão e o volume variando de acordo com o gráfico abaixo. É correto afirmar 
que o trabalho necessário para encher essa bexiga foi igual a: 
 
 
 
 
 2 
 
 
 
(a) 5 atm.L 
 
(b) 2,5 atm.L 
 
(c) 4,5 atm.L 
 
(d) 25 atm.L 
 
(e) 50 atm.L 
 
 
 
QUESTÃO 3 
 
Os refrigeradores possuem paredes internas constituídas geralmente por poliestireno. 
Supondo que um refrigerador tenha a área interna total igual a 4m2 e espessura de 
20mm, sendo a diferença de temperatura entre o interior e o exterior igual a 20ºC, 
utilizando a condutividade térmica do poliestireno k = 0,01W/m-1.k-1, podemos 
afirmar que o calor que flui através dessas paredes no intervalo de uma hora é igual a: 
 
Sendo: 
L
kAHt.HQ
fq 

 
 
(a) 40 KJ 
(b) 96 KJ 
(c) 39,1 KJ 
(d) 100KJ 
(e) 144 KJ 
 
 
QUESTÃO 4 
 
As Leis da Física têm contribuído para o entendimento dos sistemas ambientais, 
explanando a respeito de um dos maiores problemas enfrentados atualmente no 
planeta: a poluição ambiental, compreendendo solo, água e ar. 
 
 
 
 
 3 
A Lei da Conservação da Massa enuncia que, em qualquer sistema físico ou químico, 
nunca se cria, nem elimina a matéria, apenas é possível transformá-la de uma forma 
em outra. 
 
A Primeira Lei da Termodinâmica possui um enunciado análogo à Lei da Conservação 
da Massa. 
 
É correto afirmar que, segundo a primeira Lei da termodinâmica: 
 
(a) A energia pode ser criada, porém não é possível destruí-la. 
 
(b) A variação da energia interna é igual ao calor menos o trabalho realizado sempre 
pelo sistema. 
 
(c) A energia pode se transformar de uma forma em outra, mas não pode ser criada 
nem destruída. 
 
(d) A energia não pode se transformar de uma forma para outra, porém pode ser 
destruída. 
 
(e) A quantidade de calor em um sistema sempre é igual à energia do sistema. 
 
 
QUESTÃO 5 
 
Em uma das questões de um concurso, pediu-se aos inscritos que calculassem o 
trabalho realizado no ciclo ABCA, descrito no gráfico abaixo, e caracterizassem o tipo 
de transformação de A-B e de A–C. 
 
Marque a resposta que os candidatos deveriam ter assinalado como correta: 
 
 
 
(a) 6,0.106 J, isocórico e isobárico 
 
(b) 6,0.105 J, isocórico e isotérmico 
 
(c) 6.10-5 J, isotérmico e isobárico 
 
 
 
 
 4 
(d) 6.106 J, isobárico e isotérmico 
 
(e) 6,0.105 J, isocórico e isobárico 
 
 
QUESTÃO 6 
 
Calcule o trabalho efetuado por 1 mol de gás ideal que, mantido a 0ºC, se de expande 
de 3 litros até 10 litros. 
 
Resp.: 2,73.103J 
QUESTÃO 7 
 
YOUNG, H. D. e FREEDMAN, R. A. Recurso especial para uso do docente. In: _____. 
Física II – Termodinâmica e Ondas. 12ª ed. Pearson - Education, 2008. cap. 19. 
 
Um tanque selado contém 22 moles de um gás ideal, a uma temperatura inicial de 
270K. A pressão do gás é elevada até a pressão final ser igual a 1,3 vezes a pressão 
inicial. A capacidade de calor à pressão constante do gás é de 27,0 J/mol . K. A 
variação na energia interna do gás, em kJ, se aproxima mais de: 
 
(a) 33 
(b) 48 
(c) 63 
(d) -19 
(e) -3,6 
 
 
QUESTÃO 8 
 
YOUNG, H. D. e FREEDMAN, R. A. Recurso especial para uso do docente. In: _____. 
Física II – Termodinâmica e Ondas. 12ª ed. Pearson - Education, 2008. cap. 19. 
 
Um recipiente de gás ideal possui um pistão móvel com atrito desprezível. Esse 
recipiente é colocado em uma grande banheira cheia de água e lentamente 
comprimido de modo que a temperatura do gás permanece constante e igual à 
temperatura da água. Qual das seguintes afirmações sobre esse gás é verdadeira nesse 
processo? (Pode haver mais de uma alternativa correta.): 
 
(a) Como o gás e a água estão na mesma temperatura, nenhum calor flui entre eles, o 
que torna essa compressão adiabática. 
 
(b) A energia interna do gás não varia durante a compressão. 
 
(c) A energia interna do gás aumenta durante a compressão porque trabalho é 
realizado sobre o gás. 
 
 
 
 
 5 
(d) Como a temperatura do gás não varia, a pressão do gás deve também permanecer 
constante. 
 
(e) O calor deixa o gás durante a compressão. 
 
 
 
 
QUESTÃO 9 
 
 
Fonte: SERWAY, vol. 2, página 94. 
 
Um grama de água ocupa volume de 1cm3, à pressão atmosférica normal. 
 
Quando essa quantidade de água é vaporizada na mesma pressão, se transforma 2m 1 
671cm3 de vapor. 
 
Calcule a variação da energia interna nesse processo de vaporização. 
 
Sendo: Lv= 2,26.106 J/kg. 
 
 
Resp. 2091J 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1 
 
QUESTÃO 1 
 
Alguns biólogos, envolvidos no projeto para a implantação do uso da energia eólica no 
Estado do Ceará, iniciaram uma explicação sobre a importância da penetração da luz 
em meios aquáticos, devido à ocorrência da fotossíntese em meios bióticos. 
 
O comprimento de onda e a intensidade da luz, que é associada à energia 
transportada pela luz, são características importantes do ponto de vista ambiental. 
Com base no estudo da óptica, é correto afirmar que: 
 
(a) Para que a decomposição da luz ocorra é necessário que a fonte luminosa 
utilizada seja monocromática. 
(b) A luz branca em hipótese alguma sofre decomposição em cores diferentes que são 
representadas por 6 comprimentos de onda. 
(c) A decomposição da luz branca ocorre porque a luz sofre reflexão ao passar por 
meios com índices de refração diferentes. 
(d) A refração e a reflexão luminosa ocorrem apenas quando utilizamos fontes de luz 
monocromáticas. 
(e) A luz branca pode ser decomposta em 7 comprimentos de onda ao passar por 
meios com índices de refração diferentes. 
 
 
QUESTÃO 2 
 
Acesse o link http://portaldoprofessor.mec.gov.br/ e simule a refração luminosa. 
 
Verifique o que ocorre com o feixe de luz quando você altera o meio de propagação 
da luz. Simule a refração para a água, etanol e vidro quartzo. 
 
O que acontecerá com o valor do raio refratado? 
 
 
 
QUESTÃO 3 
 
Lourdes está produzindo um curta metragem. Em uma das cenas, são necessários 
vários objetos idênticos; porém, a jovem cineasta não possui verba para comprar os 
materiais necessários. 
 
Um dos membros de sua equipe teve uma ótima ideia, sugeriu que fossem utilizados 
espelhos para que o número de objetos parecesse maior no filme. A equipe conseguiu 
dois espelhos e os posicionou fazendo um ângulo de 30° entre eles. 
 
Quantas imagens foram vistas para cada objeto posicionado entre os espelhos? 
 
 
 
 
 
 2 
 
 
GABARITO 
 
QUESTÃO 1 – E 
 
QUESTÃO 2 - O ângulo de refração diminuirá à medida que o índice de refração 
aumentar. O menor valor do ângulo de refração será para o vidro quartzo. 
 
QUESTÃO 3 - Serão vistas 11 imagens para cada objeto colocado entre os espelhos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1 
 
Exemplo 1 
 
Um pequeno objeto foi posicionado a uma distância de 60cm do vértice de um espelho 
que possui distância focal igual a 40cm. A imagem conjugada pelo espelho é real, 
invertida e ampliada. 
 
Determine a distância da imagem e o valor do aumento linear transversal: 
 
Solução: 
 
Aplicar a equação dos pontos conjugados. O foco é positivo porque temos, nesse caso, 
a utilização do espelho côncavo, devido ao fato da imagem formada ser real. 
 
cm120'P
120
1
'P
1
60
1
40
1
'P
1
2
60
120P
'P
A
'P
1
60
1
40
1



 
 
 
Resp.: A imagem estará a 120cm do vértice do espelho. Ela é real porque p’>0. 
 
O aumento será A = -2. O sinal negativo indica que a imagem é invertida. 
 
O valor do aumento em módulo é igual a 2, o que significa que a imagem é ampliada. 
 
Os resultados estão em concordância com os dados do problema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2 
Exemplo 2 
 
Calcule o valor da distância focal e o tipo de espelho esférico que deve ser utilizado 
para obter uma imagem que seja igual a 2/3 da dimensão do objeto. 
Sabe-se que o objeto está a 1,80m do vértice do espelho e tem como característica o 
fato de ser virtual e direita reduzida. 
 
Solução: 
 
As características da imagem indicam que o espelho é convexo, porque apenas esse 
tipo de espelho é capaz de formar uma imagem reduzida e direita. O foco nesse caso 
é negativo. 
 
m20,1'P
m
3
60,3
'P
3
2
80,1
'P
ondos impl i fica,
o
1
.o
3
2
80,1
'P
o
o
3
2
80,1
'P
o
3
2
i
o
i
P
'P
A






 
 
Após calcular o valor de P’, basta fazer: 
 
m60,3f
16,2
6,0
f
1
16,2
80,120,1
f
1
'P
1
P
1
f
1






 
 
 
 
Resp.: O foco é igual a -3,60m. 
 
 
 
 1 
 
Sugestão de Atividades 
 
Exercício 1 
 
 
Fonte: SERWAY. Vol. 3. 
Vamos admitir que um certo espelho côncavo tenha uma distância focal de 10cm. 
 
Ache a localização da imagem quando a distância do objeto for (a) 25cm, (b) 10cm e 
(c) 5cm. 
 
Em cada caso, descreva a imagem. 
 
 
Exercício 2 
 
Fonte: SERWAY, vol. 3. 
 
Um objeto de 3cm de altura está colocado a 20cm de um espelho convexo cuja 
distância focal é 8cm. 
 
Ache (a) a posição da imagem final e (b) a ampliação do espelho. 
 
 
Exercício 3 
 
Durante uma aula sobre óptica, os estudantes realizaram algumas simulações 
utilizando programas específicos sobre espelhos. 
 
Um dos resultados obtidos é mostrado na figura abaixo. 
 
Com base nessa imagem, obtida a partir de um software (www.ludoteca.if.usp.br), é 
correto afirmar que: 
 
 
Fonte: www.ludoteca.if.usp.br 
 
 
 
 
 
 
 2 
(a) A imagem formada é virtual, apenas o espelho convexo forma esse tipo de 
imagem. 
(b) O espelho é o côncavo, esse tipo de espelho forma apenas imagens reais e 
direitas. 
(c) A imagem formada é virtual e direita, esse tipo de imagem é formada apenas por 
espelhos convexos. 
(d) A imagem formada é virtual e direita, esse tipo de imagem é formada apenas por 
espelhos côncavos. 
(e) O espelho é o convexo porque a imagem é reduzida. 
 
 
Exercício 4 
 
De acordo com a figura abaixo, descreva o tipo de espelho utilizado na simulação e 
caracterize a imagem a partir das análises geométrica e analítica. Justifique todas as 
suas afirmativas. 
 
Considere p = 20cm, p´= 10cm. 
 
 
Fonte: www.ludoteca.if.usp.br 
 
 
Exercício 5 
 
Acesse o link www.ludoteca.if.usp.br, clique no item “simulações” e localize o 
programa sobre espelhos esféricos. 
 
Depois escolha a opção “espelho esférico convexo” e faça a seguinte experiência: 
desloque o objeto, afastando-o da face do espelho. 
 
O que acontece com a imagem? Quais são suas características? 
 
Você observou alterações nas características das imagens? 
 
Fonte: www.ludoteca.if.usp.br 
 
 
 
 3 
 
GABARITO 
 
Exercício 1: Resp. (a) 16,7cm (imagem reduzida, invertida e real) 
 
Exercício 2: Resp. (a) -5,71cm (b) A = 0,286 
 
Exercício 3: (C) A imagem formada é virtual e direita, esse tipo de imagem é formada 
apenas por espelhos convexos. 
 
Exercício 4: Resp.: A distância focal do espelho é igual a 6,67cm, a imagem é 
reduzida porque A < 1, invertida uma vez que A < O e real porque p’ >0. 
 
Exercício 5: Resp.: Ao afastar a imagem do espelho, observa-se que suas 
características continuam as mesmas, ou seja, a imagem sempre será reduzida, 
virtual e direita. 
 
Não houve alterações nas características das imagens. O que acontece é que a 
imagem torna-se cada vez menor à medida que afastamos o objeto da face do 
espelho. A imagem nunca será maior do que o objeto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1 
Exemplo 1 
Um raio de luz passa do ar para a água, sendo p índice de refração nesse meio igual a 1,33, 
determine a velocidade de propagação da luz na água. 
Solução: 
s/m10.6,2v
v
s/m10.3
33.1
s/m10.3csendo
v
c
n
8
8
8
água


 
Exemplo 2 
Durante uma brincadeira, Lia aponta um feixe de luz na superfície de um meio que possui 
índice de refração igual a 1,73. Sabendo-se que o meio de incidência é ar e que o feixe 
incide fazendo 60° com a reta normal, conforme mostra a figura, determine : 
 
(a) o valor do ângulo de refração 
Solução 





30r
73,1
60sen
senr
senr.73,160sen.1
senrnseni.n 21
 
(b) a velocidade da luz no meio 2. 
Solução: 
s/m10.73,1v
10.3
v
v
v
8
2
8
2
73,1
1
1
2
2n
1n



 
 
 
 
 2 
 
Exemplo 3 
Um raio luminoso monocromático, incide sob um ângulo de 60° sobre uma lâmina de 
faces paralelas, de n =1,74 e espessura igual a 6 cm. Sabe-se que a lâmina está imersa no 
ar, calcule o desvio lateral do feixe após emergir da lâmina. 
Solução: 





85,29r
74,1
60sen
senr
rsen.74,160sen.1
senrnseni.n 21
 cm47,3d
85,29cos
)85,2960(sen
cm6d


 
 
Resp.: O desvio lateral será igual a 3,47cm. 
 
Exemplo 4 
Determine o aumento linear transversal da imagem de um objeto luminoso de 16 
cm de altura que foi posicionado a 30 cm de uma lente delgada convergente de 2,5 
dioptrias. 
Solução: 
O primeiro passo é determinar o foco da lente: 
cm40m40,0
5,2
1
C
1
f 
 
Após o cálculo do foco, devemos determinar o valor de p’ aplicando a fórmula 
'P
1
P
1
f
1

: 
cm120'P
30
1
40
1
'P
1
P
1
f
1
'P
1



 
 
Finalmente, aplicamos a fórmula 
P
'P
o
i
A


 para encontrarmos o valor do aumento: 
 
 
 
 3 
4A
4
30
)120(
A
P
'P
A





 
 
Resp.: O aumento linear transversal da imagem será igual a 4. 
 
 
 
 
 1 
Atividades 
 
Para fixar a formação de imagens nas lentes convergentes e divergentes, clique 
no link abaixo e movimente o objeto que está posicionado dainte da lente. 
Observe o que acontece com a imagem à medida que você modifica a distÇância 
do onjeto em relação as lentes. 
 
http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=tex&cod=_lentesdelgadas-equacao 
 
QUESTÃO 1 
 
Utilizando um programa de simulação sobre refração, verificamos que existe 
uma correlação entre o valor do índice de refração do meio (n2), o ângulo de 
refração e a velocidade da luz nesse meio. Considere o ar como o meio 1(local 
de onde o feixe de luz partiu). A partir dos resultados obtidos e com base nas 
Leis da óptica, é correto afirmar que: 
 
 
Fonte: www.ludoteca.if.usp.br 
 
 
 
 
 2 
(a) Quanto menor o valor do índice de refração, menor será o valor da 
velocidade da luz. 
(b) Quanto maior o valor do índice de refração, maior será o valor da 
velocidade nesse meio e menor o ângulo de refração. 
(c) Quanto maior o valor do índice de refração, mais distante da reta normal 
estará o ângulo refratado. 
(d) Quanto maior o valor do índice de refração, mais próximo da reta normal 
estaráo ângulo refratado. 
(e) O índice de refração do meio não provoca alteração na velocidade da luz, 
apenas o ângulo de refração sofre alteração. 
QUESTÃO 2 
Fonte: Young, H. D. e Freedman, R. A., Física II – Termodinâmica e Ondas - 12ª 
edição, Pearson - Education, 2008, Capítulo 34. 
Uma lente de vidro delgada duplamente convexa tem raios de curvaturas iguais. 
O comprimento focal da lente é +52,5 cm e o índice de refração do vidro é 1,52. 
O raio de curvatura de cada superfície convexa, em cm, está mais próximo de: 
(a) 55 
(b) 49 
(c) 44 
(d) 60 
(e) 65 
 
 
QUESTÃO 3 
Fonte: Young, H. D. e Freedman, R. A., Física II – Termodinâmica e Ondas - 12ª 
edição, Pearson - Education, 2008, Capítulo 34. 
 
 
 
 3 
Na Figura a seguir, a lente delgada forma uma imagem 15,0 cm à direita do 
objeto. O comprimento focal da lente está mais próximo de: 
 
(a) +10,5 cm 
(b) +12,7 cm 
(c) -26,3 cm 
(d) -46,7 cm 
(e) -117 cm 
 
QUESTÃO 4 
O índice de refração de um meio, depende da velocidade de propagação da luz 
no meio em questão. Considerando o espectro visível, o índice de refração é 
mínimo para a luz vermelha e máximo para a luz violeta. Utilizando o software 
sobre refração encontrado no link 
http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=tex&cod=_construraio, 
simule o que ocorre com o ângulo de refração quando o meio de refração for a 
água, o vidro comum, o tetracloreto de carbono e o vidro flint denso. Considere 
o ângulo de incidência aproximadamente igual a 60°. Quais as conclusões com 
relação ao ângulo de refração? 
 
 
 
 4 
 
Fonte: www.ludoteca.if.usp.br 
 
QUESTÃO 5 
Um feixe de luz monocromática, propagando-se no ar, incide segundo um ângulo 
de 45° com a normal, em uma lâmina de faces paralelas, de espessura igual a 6 
cm constituída de material de índice de refração 
2
. Calcule o ângulo de 
refração na primeira face e o desvio lateral sofrido pelo feixe de luz incidente. 
 
QUESTÃO 6 
O prisma óptico é definido como todo meio homogêneo, transparente e isótropo 
limitado por duas superfícies não paralelas e planas. Faça uma pesquisa sobre o 
prisma apresente uma figura com as indicações de todos os elementos 
geométricos. Apresente as equações do prisma, e mostre alguns exemplos 
numéricos. 
 
Fonte: http://cavaleiro-cananeu.blogspot.com.br/29/04/2012 
 
 
 
 
 5 
 
QUESTÃO 7 
Fonte: Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física – Vol. 4 , 12ª Edição, 
LTC . 
Uma louca-a-deus está sobre o eixo central de uma 
lente simétrica delgada a 20 cm da lente. A ampliação 
lateral da lente. A ampliação lateral da lente é A=-
0,25, e p índice de refração da substância der que é 
feita a lente é 1,65. 
Crédito da imagem: http://pt.wikipedia.org/wiki/Louva-
a-deus 
 
(a) Determine o tipo de imagem produzido pela lente; o tipo de lente; se o 
objeto (louca-a-deus) está mais próximo ou mais distante da lente que o 
ponto focal; de que lado da lente é formada a imagem: se a imagem é 
invertida ou não. 
 
(b) Quais os dois raios de curvatura da lente? 
 
QUESTÃO 8 
O olho humano possui um comportamento óptico semelhante ao da máquina 
fotográfica. O olho humano possui formato quase esférico, com diâmetro de 
aproximadamente 2,5cm, sendo a parte frontal ligeiramente mais curva e é 
recoberta por uma membrana dura e transparente, conhecida como córnea. 
Dentre os defeitos da visão mais conhecidos estão a miopia e a hipermetropia, 
faça uma pesquisa e verifique qual o tipo de lente que os oftalmologistas 
aconselham para corrigir esses dois problemas relacionados a visão. Além da 
explicação teórica, apresente imagens esquemas que demonstrem as lentes 
corretivas para cada caso. 
 
QUESTÃO 9 
Fonte: Young e Freedman, Física IV, 12ª Edição, Pearson Education. 
 
 
 
 6 
O ponto próximo de um certo olho humano hipermétrope fica 100cm à frente do 
olho. Para ver com nitidez um objeto situado a uma distância de 25 cm do olho, 
qual é lente de contato necessária? 
 
 
 
QUESTÃO 10 
Existem instrumentos ópticos conhecidos como a lupa, o microscópio composto e 
o telescópio refrator. Faça uma pesquisa sobre o funcionamento e aplicações 
desses instrumentos. Aproveite o os conceitos aprendidos em sua pesquisa e 
resolva o problema que segue: 
Calcule a convergência e a distância focal de uma lupa cujo aumento nominal é 
A = 4,0 vezes. Admite-se d = 0,25m (distância mínima da visão distinta) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GABARITO 
 
QUESTÃO 1 – (d) Quanto maior o valor do índice de refração, mais próximo da 
reta normal estará o ângulo refratado. 
QUESTÃO 2 – (a) 55 
QUESTÃO 3 – (d) -46,7 cm 
 
 
 
 7 
QUESTÃO 4 - Resp.: Quanto maior for o valor do índice de refração, menor será 
o valor do ângulo refratado. 
QUESTÃO 5 - Resp.: 30° e o desvio é aproximadamente igual a 1,79cm 
QUESTÃO 6 – a critério do tutor. 
QUESTÃO 7 – A) Resp.: Lente convergente, imagem real, invertida e reduzida 
 B) Resp.: r = 5,2 cm 
QUESTÃO 8 - Resp.: a critério do tutor. 
QUESTÃO 9 - Resp.: Precisamos de uma lente convergente com f = 33cm, sendo 
então, a potência correspondente de +3,0 dioptrias. 
QUESTÃO 10 - Resp.: A pesquisa deverá ser avaliada pelo tutor. A resposta do 
problema é C= 16 di e f = 6,3 cm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	a (001)
	a (002)
	a (003)
	a (004)
	a (005)
	a (006)
	a (007)
	a (008)
	a (009)
	a (010)
	a (011)
	a (012)
	a (013)
	a (014)
	a (015)
	a (016)
	a (017)
	a (018)
	a (019)
	a (20)
	a (21)
	a (22)
	a (23)
	a (24)
	a (25)
	a (26)
	a (27)
	a (28)
	a (29)
	a (30)
	a (31)
	a (32)
	a (33)
	a (34)
	a (35)
	a (36)
	a (37)
	a (38)
	a (39)
	a (40)
	a (41)
	a (42)
	a (43)
	a (44)
	a (45)
	a (46)
	a (47)
	a (48)
	a (49)
	a (50)
	a (51)
	a (52)
	a (53)
	a (54)
	a (55)
	a (56)
	a (57)
	a (58)
	a (59)
	a (60)
	a (61)
	a (62)
	a (63)
	a (64)
	a (65)
	a (66)
	a (67)
	a (68)
	a (69)
	a (70)
	a (71)
	a (72)
	a (73)
	a (74)
	a (75)
	a (76)
	a (77)
	a (78)
	a (79)
	a (79a)
	a (80)
	a (81)
	a (82)
	a (83)
	a (84)
	a (85)
	a (86)
	a (87)
	a (88)
	a (89)
	a (90)
	a (91)
	a (92)
	a (93)
	a (94)
	a (95)
	a (96)
	a (97)
	a (98)
	a (99)
	a (100)
	a (101)
	a (102)
	a (103)
	a (104)
	a (105)
	a (106)
	a (107)
	a (108)
	a (109)
	a (110)
	a (111)
	a (112)
	a (113)
	a (114)
	a (115)
	a (116)
	a (117)
	a (118)
	a (119)
	a (120)
	a (121)
	a (122)
	a (123)
	a (124)
	a (125)
	a (126)
	a (127)
	a (128)
	a (129)
	a (130)
	a (131)
	a (132)
	a (133)
	a (134)
	a (135)
	a (136)
	a (137)
	a (138)
	a (139)
	a (140)
	a (141)
	a (142)
	a (143)
	a (144)
	a (145)
	a (146)
	a (147)
	a (148)
	a (149)
	a (150)
	a (151)
	a (152)
	a (153)
	a (154)
	a (155)
	a (156)
	a (157)
	a (158)
	a (159)
	a (160)
	a (161)
	a (162)
	a (163)
	a (164)
	a (165)
	a (166)
	a (167)
	a (168)
	a (169)
	a (170)
	a (171)
	a (172)
	a (173)
	a (174)
	a (175)
	a (176)
	a (177)
	a (178)
	a (179)
	a (180)
	a (181)
	a (182)
	a (183)
	a (184)
	a (185)
	a (186)
	a (187)
	a (188)
	a (189)
	a (190)

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