2017 2 ICF1 AP3 Gabarito
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2017 2 ICF1 AP3 Gabarito


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Introdução às Ciências Físicas 1 
2o Semestre de 2017 AP3 de ICF1 
 Profs: Lucas Sigaud e Sergio Jorás 1 
 Instituto de Física 
 UFRJ 
 
 
Avaliação Presencial 3 de Introdução às Ciências Físicas I 
 
 
 
ESTE CADERNO DE PROVAS CONTÉM AS PROVAS AP31 E AP32. 
 
SE A SUA MENOR NOTA FOR A N1 VOCÊ FAZ A AP31 
SE A SUA MENOR NOTA FOR A N2 VOCÊ FAZ A AP32 
SE AS NOTAS N1 E N2 FOREM IGUAIS, VOCÊ PODE FAZER OU A AP31 OU A AP32. 
 
MARQUE A SEGUIR A PROVA QUE VOCÊ VAI FAZER. 
SOMENTE AS QUESTÕES DE UMA PROVA SERÃO CONSIDERADAS. 
 
 
AP31 AP32 
 
 
 
 
Polo:_____________________ Data:_________________ 
 
Curso:_________________________________________ 
 
Nome:_________________________________________ 
 
Assinatura:____________________________________ 
 
 
 
PROVA AP31 DE ICF1 
 
Essa prova contém quatro questões. 
Utilize os espaços reservados para as respostas, abaixo de cada item! 
PARA VOCÊ TER DIREITO À VISTA DE PROVA, ELA TERÁ QUE SER 
FEITA TODA A CANETA (INCLUSIVE OS DESENHOS). 
 
 
Questão 1 (3,0 pontos) 
A figura abaixo mostra uma lente de acrílico formada por uma superfície plana AB e por uma 
superfície cilíndrica AB cujo centro está em C. O índice de refração do ar vale 1,0 e o índice de 
refração da lente vale 1,4. Um raio luminoso R1 incide na superfície plana AB exatamente no 
ponto P, formando um ângulo 
\uf0b0\uf03d 301\uf071 
com a normal a essa superfície. 
 
a) Desenhe na figura a normal à superfície plana AB no ponto P. 
b) Desenhe na figura o raio luminoso R1, indicando o ângulo \uf0711. 
c) Utilizando a lei de Snell, determine o ângulo 
2\uf071
 que o raio refratado na superfície plana AB 
faz com a normal. 
 
\uf0b0\uf03d
\uf03d\uf0b0\uf03d\uf03d\uf0de\uf03d
21
...357,0sen30
4,1
0,1
sensensensen
2
1221
\uf071
\uf071\uf071\uf071\uf071
lente
ar
lentear
n
n
nn 
Questão Nota Rubrica 
1a 
2a 
3a 
4a 
Total 
0,5 
Introdução às Ciências Físicas 1 
2o Semestre de 2017 AP3 de ICF1 
 Profs: Lucas Sigaud e Sergio Jorás 2 
d) Desenhe na figura esse raio refratado, indicando o ângulo 
2\uf071
. Prolongue esse raio refratado 
até ele tocar a superfície curva AB. Denominaremos esse raio de raio luminoso R2. 
e) Desenhe na figura a normal à superfície curva AB no ponto onde o raio luminoso R2 toca a 
superfície curva AB. 
 
 
 
 
f) O ângulo do raio refratado no ponto onde o raio luminoso R2 toca a superfície curva AB será 
maior ou menor que o seu ângulo de incidência? Justifique. 
 
 
 
Como o raio luminoso passará de um meio de maior índice de refração para um com um 
menor índice de refração, pela lei de Snell seu ângulo de refração será MAIOR que o ângulo de 
incidência. 
 
0,4 
 
 
 
 
g) Se um outro raio luminoso atinge a superfície plana AB no ponto C, um novo raio será 
refratado: R\u2019. Qual será o ângulo que o R\u2019 fará com a superfície curva posteriormente? 
Justifique. 
 
 
Qualquer raio refratado (R\u2019) a partir do ponto C será um raio da semicircunferência descrita 
pela superfície curva AB. Logo, ele será paralelo à normal (Ângulo 0º) e perpendicular à reta 
tangente à superfície curva naquele ponto (Ângulo 90º). 
 
 
 0,5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
C A B P 
normal R1 
R2 
normal 
0,3 para cada um dos raios desenhados = 0,6 
0,2 para cada uma das normais = 0,4 
0,3 para cada um dos ângulos indicados na figura = 0,6 
\uf071 
1 
\uf071 
2 
Introdução às Ciências Físicas 1 
2o Semestre de 2017 AP3 de ICF1 
 Profs: Lucas Sigaud e Sergio Jorás 3 
 
Questão 2 (2,0 pontos) 
Marque as afirmações abaixo como falsas (F) ou verdadeiras (V). Se a afirmação for falsa, 
escreva a versão correta no espaço abaixo. 
 
1. ( V ) Para que um observador possa enxergar um objeto é preciso que a luz proveniente 
do objeto penetre nos olhos do observador. 
2. ( F ) Um objeto que não emite luz própria não pode ser visto por um observador. 
3. ( V ) A imagem de um objeto formada por um espelho plano independe da posição do 
observador. 
4. ( F ) Imagem virtual é aquela formada pela interseção dos raios refletidos. 
5. ( V ) Chamamos de raios paraxiais os raios que incidem muito próximos ao eixo de um 
espelho esférico. 
 
 
 
 
 2 \u2013 Objetos que refletem luz também podem ser vistos por um observador. 
 
 4 \u2013 Imagem virtual é formada pela interseção dos prolongamentos dos raios. 
 
 0,4 CADA (CONTANDO JUSTIFICATIVA DAS FALSAS) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Introdução às Ciências Físicas 1 
2o Semestre de 2017 AP3 de ICF1 
 Profs: Lucas Sigaud e Sergio Jorás 4 
Questão 3 (2,5 pontos) 
Os vetores 
km)\u2c64\u2c63(1 jid \uf02b\uf03d
\uf072 e 
km)\u2c66\u2c62(2 jid \uf02d\uf03d
\uf072 representam dois deslocamentos 
sucessivos realizados no plano XY, representado na figura abaixo. O vetor unitário 
i\u2c6
 tem a 
direção do eixo OX e aponta no sentido positivo desse eixo. O vetor unitário 
j\u2c6
 tem a direção do 
eixo OY e aponta no sentido positivo desse eixo. 
 
 
 
Para as representações na figura pedidas abaixo, 1cm deve corresponder a 1km. 
 
a) Calcule as componentes 
d
3x
 e 
d
3y
 do deslocamento total 
d
3
= d
1
+ d
2
. 
 
Para calcularmos as componentes do vetor 
d
3
, precisamos das componentes dos 
vetores 
d
1
 e 
2d
\uf072 , que são 
km6 km2
km4 km3
22
11
\uf02d\uf03d\uf03d
\uf03d\uf03d
yx
yx
dd
dd . 
Logo, as componentes de 
3d
\uf072 são:
km2
 km5
213
213
\uf02d\uf03d\uf02b\uf03d
\uf03d\uf02b\uf03d
yyy
xxx
ddd
ddd . 
 
 
 
 
 
 
b) Desenhe na figura o vetor componente 
d
3x
. 
0,3 (0,1 para o tamanho, 0,1 para a direção e 0,1 para o sentido. Tirar 0,05 caso o 
sentido esteja correto mas falte a seta ou se ela estiver no meio do vetor) 
 
 
Y 
O 
X 
 
\u2c6 i 
 
\u2c6 j 
d
3x
d
3 y
d
3
0,6 (0,2 para cada vetor decomposto corretamente, tirar 0,1 pela falta de unidade 
uma única vez no item, 0,1 por erro no sinal de uma componente, tirar 0,1 pela 
mistura de vetor e escalar uma única vez) 
Introdução às Ciências Físicas 1 
2o Semestre de 2017 AP3 de ICF1 
 Profs: Lucas Sigaud e Sergio Jorás 5 
c) Desenhe na figura o vetor componente 
d
3y
. 0,3 \u2013 idem anterior 
d) Desenhe na figura o vetor deslocamento total 
d
3
. 
0,3 (Os pontos só devem ser dados se ficar claro que o vetor é dado pela soma dos 
vetores componentes feitos por ele. Tirar 0,05 caso falte a seta ou se ela estiver no 
meio do vetor) 
e) Calcule o módulo de e o ângulo que ele faz com o eixo OX. Não é para medir no 
desenho. 
 
\uf028 \uf029 \uf028 \uf029
\uf0b0\uf02d\uf040
\uf0f7
\uf0f7
\uf0f8
\uf0f6
\uf0e7
\uf0e7
\uf0e8
\uf0e6
\uf02d\uf03d
\uf040\uf02b\uf03d
22arctan
km4,5
3
3
3
2
3
2
33
x
y
yx
d
d
ddd
\uf071
 
 
 
f) Sabendo que o tempo gasto no primeiro deslocamento foi de 10 minutos e no segundo 
deslocamento foi de 20 minutos, calcule o vetor velocidade média associada ao 
deslocamento total. Esse vetor deve