ICF1 AP1 2017 1 gaba

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Introdução às Ciências Físicas 1
1 o Semestre de 2017 AP1 de ICF1
 Instituto de Física
 UFRJ
Avaliação Presencial 1 de Introdução às Ciências Físicas I – AP1
Primeiro Semestre de 2017
Pólo:_____________________Data:_________________
Curso:_________________________________________
Nome:_________________________________________
Assinatura:____________________________________
PROVA AP1 DE ICF1
Questão 1 (3,5 pontos)
Considere o objeto indicado por O na figura abaixo, imerso em um líquido cujo índice de refração é 
1,4. O meio externo tem índice de refração igual a 1,0.
a) Desenhe a reta normal no ponto de incidência do raio R1 desenhado.
b) Aponte no desenho o ângulo de incidência e coloque seu valor abaixo. Não se esqueça 
da incerteza!
c) Calcule o valor do ângulo de refração .
d) Desenhe o raio refratado com este ângulo e o chame de R2.
e) Desenhe OUTRO raio de luz emitido pelo objeto em uma direção próxima ao primeiro raio, 
com ângulo de incidência um pouco maior. Chame este raio de R3.
 Profs. Lucas Sigaud e Sergio Jorás 1
Questão Nota Rubrica
1a
2a
3a
Total
0,2 pt
0,3 pt
0,5 pt
0,3 pt
0,2 pt
Introdução às Ciências Físicas 1
1 o Semestre de 2017 AP1 de ICF1
f) Desenhe a reta normal no ponto de incidência do raio R3.
g) Aponte no desenho o ângulo de incidência e coloque seu valor abaixo. Não se esqueça 
da incerteza!
h) Calcule o valor do ângulo de refração .
i) Desenhe o raio refratado com este ângulo e o chame de R4.
j) Determine, a partir dos dois raios refratados desenhados nos itens (d) e (i), a posição da 
imagem vista pelo observador.
Indicada pela seta azul no desenho. Pequenas variações são permitidas, mas deve estar na 
interseção dos prolongamentos.
k) A imagem é real ou virtual? Justifique.
 A imagem é VIRTUAL pois é formada na interseção dos PROLONGAMENTOS
dos raios refratados (e não na intereseção destes raios).
SE NÃO JUSTIFICAR OU ERRAR A JUSTIFICATIVA,
PERDE TODO O ITEM
QUESTÃO 2 (2,0pt)
Indique se cada frase abaixo é verdadeira ou falsa. Se for falsa, use o espaço no final da questão 
para explicar o porquê ou dar a versão correta da(s) frase(s) errada(s).
( V ) Na refração, o desvio da luz azul é maior do que o da luz vermelha porque seu índice de 
refração também é maior. 
( F ) A miragem é formada pela reflexão da luz no chão quente.
( F ) A reta normal é sempre perpendicular ao raio de luz incidente.
( F ) O ângulo de incidência é medido entre o raio incidente e a superfície. Se a superfĩcie for curva, 
então o ângulo deve ser medido entre o raio e uma reta tangente à superfície. 
• A miragem é formada por várias REFRAÇÕES consecutivas da luz nas camadas 
de ar próximas ao chão quente.
• A reta normal é sempre PERPENDICULAR À SUPERFÍCIE de separação entre 
os meios, não ao raio incidente.
• O ângulo de incidência é sempre medido entre o raio incidente e a NORMAL à 
superfĩcie, no ponto de incidência.
0,5 PT para cada resposta correta. Se errar a justificativa (ver palavras-chave
sublinhadas), perde todo o item.
 Profs. Lucas Sigaud e Sergio Jorás 2
0,2 pt
0,3 pt
0,5 pt
0,3 pt
0,3 pt
0,4 pt
Introdução às Ciências Físicas 1
1 o Semestre de 2017 AP1 de ICF1
Questão 3 (4,5 pontos) 
Em uma corrida, um corredor vai de um ponto A a um ponto B, que dista 8 km de A, em 30 
min. Depois ele segue para o ponto C, que dista 10 km de B, em 45 min. Os vetores 
deslocamento 
  
 
d 1 e 
  
 
d 2 representam os deslocamentos de A a B e de B a C, respectivamente. 
Esses vetores estão representadas na figura 3, assim como os pontos A, B e C. Escolhemos 
como origem para nosso sistema de eixos o ponto O que também está representado na figura 
3, assim como os eixos OX e OY e seus unitários 
  
ˆ i e 
  
ˆ j . O ponto A está localizado a uma 
distância igual a 3 km do ponto O sobre eixo OY. Os ângulos que os vetores deslocamento 
  
 
d 1 
e 
  
 
d 2 fazem com o eixo OX são iguais a q1 =110° e θ2=−20° , respectivamente.
a) Desenhe na figura o vetor deslocamento 
  
 
d 3 que representa o deslocamento total do 
corredor (do ponto A até o ponto C).
b) Projete, na figura, os vetores deslocamentos 
  
 
d 1 e 
  
 
d 2 nas direções dos vetores unitários 
  
ˆ i 
e 
  
ˆ j , desenhando nessa figura os vetores projetados 
  
 
d 1x, 
  
 
d 1y, 
  
 
d 2x e 
  
 
d 2y.
Os vetores projetados 
d1 x e 
d1 y
 
estão desenhados na cor vermelha. Os vetores 
projetados 
d2 x
 
e 
d2 y estão desenhados na cor verde. 
 Profs. Lucas Sigaud e Sergio Jorás 3
0,4 (0,1 para cada vetor. Tirar 0,05 para cada vetor que estiver sem a 
seta que indica o sentido do vetor ou colocá-la no meio do vetor)
0,3 (tirar 0,05 para cada vetor que estiver sem a seta que indica o sentido do 
vetor ou colocá-la no meio do vetor)
Introdução às Ciências Físicas 1
1 o Semestre de 2017 AP1 de ICF1
c)
 
 Calcule as componentes dos vetores 
  
 
d 1 e 
  
 
d 2. Não é para medir no desenho.
d1 x=d1 cos (110 °)≃−2,7 km d1 y=d1 sen (110° )≃7,5  km
d2 x=d2 cos (−20 ° )≃9,4 km d2 y=d2 sen (−20 °)≃−3,4 km
d) Calcule as componentes d3x e 
d3y
 
do deslocamento total 
  
 
d 3. Não é para medir no 
desenho.
d3 x=d1 x+d2 x=(−2,7+9,4 )km=6,7 km 
d3 y=d1 y+d2 y=(7,5−3,4 )km=4,1 km
e) Calcule o módulo de 
  
 
d 3 e o ângulo q3 que ele faz com o eixo OX. Indique esse ângulo na 
figura 3. Não é para medir no desenho.
d3=√ (d3 x )2+ (d3 y )2≃7,9 km
θ3=arctan (|d3 yd3 x |)≃31°
f) Desenhe na figura os vetores posição dos pontos A, B e C. Calcule as componentes 
desses vetores no sistema de eixos OXY e represente-os em termos dos vetores unitários 
  
ˆ i e 
  
ˆ j . Não é para medir no desenho.
Os vetores posição r A , r B e r C estão desenhados em azul.
 
 Profs. Lucas Sigaud e Sergio Jorás 4
0,8 (0,2 para cada componente, tirar 0,1 por unidade e 0,1 pelo sinal errado) 
0,6 (0,3 para cada componente do vetor. Tirar 0,05 pela falta de unidade e 0,15 
por erro no sinal de uma componente )
0,6 (0,2 para o módulo, 0,2 para o valor 
do ângulo e 0,2 para a indicação do 
ângulo na figura)
0,3 (0,1 para cada vetor. Tirar 0,05 para cada vetor que estiver sem a seta que 
indica o sentido do vetor. Se o aluno colocá-la no meio do vetor e já tiver sido 
punido anteirormente, não descontar mais nada.
Introdução às Ciências Físicas 1
1 o Semestre de 2017 AP1 de ICF1
x A=r A cos (90° )=0 km ; y A=r A sen (270° )=−3  km ;
r A=(−3 j^ ) km
r B=r A+d1⇒ xB=x A+d1 x=(0−2,7 ) km=−2,7  km; y B= y A+d1 y=(−3+7,5 ) km=4,5  km
r B=(−2,7  i^+4,5 j^ )km
rC=r A+d3⇒ xC=x A+d3 x≃(0+6,7)km=6,7 km ; yC= y A+d3 y≃(−3+4,1 )km=1,1 km
rC=(6,7  i^+1,1  j^ ) km
g) Calcule o vetor velocidade média (em km/h) associada ao percurso total do corredor.Escreva esse vetor em termos dos unitários 
  
ˆ i e 
  
ˆ j . Determine o módulo do vetor 
velocidade média.
v m (0 , t AC )=
d3
t AC
=
(6,7  i^+4,1 j^)
0,5+0 ,75
km/h≃(5,4  i^+3,3 j^ ) km/h
vm (0 , t AC )=√(vm (0 , t AC )x )2+ (vm (0 , t AC ) y )2=|
d3|
t AC
≃6,3 km/h
 Profs. Lucas Sigaud e Sergio Jorás 5
0,6 (0,3 para o vetor e 0,3 
para o módulo)
0,9 (0,3 para cada vetor escrito corretamente, tirar 0,1 pela falta de unidade e 0,1 
por erro no sinal de uma componente)
	Questão
	Nota
	Rubrica
	1a
	2a
	3a
	Total
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	UFRJ