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Física – Óptica – [20 Questões] Questão 01) Um médico oftalmologista realizou uma cirurgia no globo ocular de dois pacientes (paciente A e paciente B), a fim de corrigir dois defeitos da visão. Para tanto, utiliza um método de cirurgia corretiva a Laser que possui maior precisão e eficiência. No paciente A o procedimento corrigiu o defeito e, com isso, o ponto remoto do olho foi colocado para mais longe. No paciente B houve a correção do defeito de tal modo que o ponto próximo foi trazido para mais perto do olho. Nesse sentido, marque com V as afirmações verdadeiras e com F as falsas. ( ) O paciente A pode ter corrigido o defeito da hipermetropia. ( ) O paciente B utilizava uma lente convergente para corrigir seu defeito visual antes da cirurgia. ( ) A cirurgia no paciente A fez com que a imagem de um objeto, que se formava antes da retina, se forme exatamente sobre a retina. ( ) Antes da cirurgia a imagem de um objeto se formava atrás da retina no olho do paciente B. ( ) Uma das causas do defeito da visão do paciente A poderia ser por que seu globo ocular é achatado. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) F - V - V - V - F b) F - F - V - V - V c) F - V - F - V - V d) V - V - F - F - V Questão 02) Uma criança brinca com uma lupa, observando formigas. Em certa situação, com a formiga a 10 cm de distância do centro óptico da lente, ela vê a imagem direita e com o triplo do tamanho da formiga. Nessa situação, a distância focal da lente, em cm, é igual a a) 20. b) 15. c) 40. d) 10. e) 30. Questão 03) Três estudantes opinaram a respeito da formação de imagens em espelhos e lentes. Amanda afirmou que uma imagem virtual menor que uma pessoa é obtida se a pessoa estiver em frente a um espelho plano, distante dele. Betina disse que uma imagem real e maior das letras de um texto é obtida quando ela vê tais letras através de uma lente biconvexa, posicionada próxima ao texto. Camila acha que a imagem de uma ameba vista por um microscópio simples, composto de duas lentes convergentes, é virtual e invertida. Do ponto de vista da Física, apenas a) Betina fez uma afirmação correta. b) Camila fez uma afirmação correta. c) Amanda e Betina fizeram afirmações corretas. d) Amanda e Camila fizeram afirmações corretas. Questão 04) Um ginásio de esportes foi projetado na forma de uma cúpula com raio de curvatura R = 39,0m, apoiada sobre uma parede lateral cilíndrica de raio y = 25,0m e altura h = 10,0m, como mostrado na figura. A cúpula comporta-se como um espelho esférico de distância focal f = R/2 , refletindo ondas sonoras, sendo seu topo o vértice do espelho. Determine a posição do foco relativa ao piso do ginásio. Discuta, em termos físicos as consequências práticas deste projeto arquitetônico. R h y. ////////////// ////////////// Questão 05) A fim de observar minuciosamente os dentes de um paciente, um dentista utiliza um espelho esférico côncavo, obtendo uma imagem virtual, direita e ampliada do dente. (www.infoescola.com) Para isso, o dentista posiciona o espelho próximo ao dente, de tal forma que o dente permaneça a) entre o vértice e o foco principal do espelho. b) entre o foco principal e o centro de curvatura do espelho. c) sobre o foco principal do espelho. d) sobre o centro de curvatura do espelho. e) após o centro de curvatura do espelho. Questão 06) Uma pequena pedra repousa no fundo de um tanque de x m de profundidade. Determine o menor raio de uma cobertura circular, plana, paralela à superfície da água que, flutuando sobre a superfície da água diretamente acima da pedra, impeça completamente a visão desta por um observador ao lado do tanque, cuja vista se encontra no nível da água. Justifique. Dado: índice de refração da água nw = 4/3. Questão 07) O daltonismo é o resultado de um defeito na retina, que altera a visão e dificulta a distinção entre cores. A retina é a parte do globo ocular que a) atua como um diafragma. b) é sensível à luz. c) impede a entrada de luz no olho. d) simula uma lente biconvexa. e) dá coloração ao olho. Questão 08) Como foi que um arranha-céus “derreteu” um carro? “É uma questão de reflexo. Se um prédio é curvilíneo e tem várias janelas planas, que funcionam como espelhos, os reflexos se convergem em um ponto” diz Chris Shepherd, do Instituto de Física de Londres. O edifício de 37 andares, ainda em construção, é de fato um prédio curvilíneo e o carro, um Jaguar, estava estacionado em uma rua próxima ao prédio, exatamente no ponto atingido por luzes refletidas e não foi o único que sofreu estrago. O fenômeno é consequência da posição do Sol em um determinado período do ano e permanece nessa posição por duas horas por dia. Assim, seus raios incidem de maneira oblíqua às janelas do edifício. (bbc.co.uk/portuguese/noticias/2013/09/130904_como_luzrefletida_ derrete_carro_an.shtml Acesso em: 13.09.2013. Adaptado. Foto: Original colorido) Considerando o fato descrito e a figura da pessoa observando o reflexo do Sol no edifício, na mesma posição em que estava o carro quando do incidente, podemos afirmar corretamente que o prédio se assemelha a um espelho a) plano e o carro posicionou-se em seu foco infinito. b) convexo e o carro posicionou-se em seu foco principal. c) convexo e o carro posicionou-se em um foco secundário. d) côncavo e o carro posicionou-se em seu foco principal. e) côncavo e o carro posicionou-se em um foco secundário. Questão 09) As crianças, muitas vezes, demonstram ter uma imaginação bastante fértil. Uma de suas fantasias preferidas é a de se imaginarem invisíveis e poderem assim bisbilhotar a vida dos outros sem serem incomodados. Quanto a esse tipo de fantasia, examinada do ponto de vista das leis da Física, é plausível afirmar: a) A invisibilidade não permitiria que nossos olhos emitissem a luz que é necessária à nossa visão. b) Ficaríamos invisíveis por completo, se algumas partes de nosso corpo apresentassem índice de refração diferente do índice de refração do ar. c) A invisibilidade não nos permitiria enxergar, porque a luz não seria projetada na retina. d) A luz do ambiente seria refletida tanto pela superfície externa como pela superfície interna do corpo e, por isso, a invisibilidade nos deixaria brilhantes. e) Ficaríamos invisíveis apenas para a faixa de luz visível, e a radiação infravermelha, não invisível, formaria uma aura em torno de nosso corpo. Questão 10) As câmaras fotográficas e os olhos geralmente operam na região distância- objeto grande e na distância-imagem pequena, principalmente fixada pela geometria da câmara e do olho humano. As câmaras mais simples existentes no mercado têm objetiva com distância focal fixa; já nas câmaras mais sofisticadas essa distância é variável. Das alternativas abaixo, qual a afirmação correta que se pode fazer na comparação entre uma câmara fotográfica e o olho humano? a) A objetiva da câmara fotográfica projeta no filme a imagem direita do objeto, tal como acontece na retina. b) A objetiva da câmara fotográfica projeta no filme a imagem invertida do objeto, tal como acontece na retina. c) O funcionamento de uma câmara fotográfica não pode ser comparado ao do olho humano, pois a retina é esférica e o filme é plano. d) A câmara fotográfica possui lentes que servem para focalizar a imagem no file. O olho humano não possui nadasemelhante a elas. e) A objetiva da câmara fotográfica projeta no filme a imagem invertida. No olho humano a imagem formada na retina é direita. Questão 11) Em um dia ensolarado, você observa a sombra de uma torre projetada no chão e resolve fazer uma estimativa da altura da mesma. Qual das alternativas apresentadas abaixo lista as grandezas necessárias para efetuar este cálculo? a) A distância entre você e a torre, o comprimento de sua sombra projetada no chão e o comprimento da sombra da torre projetada no chão. b) A distância entre a Terra e o Sol e o ângulo de elevação do Sol com relação à linha do horizonte. c) A distância entre a Terra e o Sol e o comprimento da sombra da torre projetada no chão. d) A sua altura, o comprimento de sua sombra projetada no chão e o comprimento da sombra da torre projetada no chão. e) O comprimento de sua sombra projetada no chão, a distância entre a Terra e o Sol, bem como a distância entre você e a torre. Questão 12) A lupa é um instrumento óptico constituído por uma lente de aumento. Para cumprir sua função, ela deve ser a) divergente e estar posicionada a uma distância do objeto analisado menor que sua distância focal. b) divergente e estar posicionada a uma distância do objeto analisado compreendida entre o foco e o ponto antiprincipal da lente. c) convergente e estar posicionada a uma distância do objeto analisado menor que sua distância focal. d) convergente e estar posicionada a uma distância do objeto analisado compreendida entre o foco e o ponto antiprincipal. e) convergente e estar posicionada a uma distância do objeto analisado maior que a distância focal. Questão 13) Um feixe de luz branca do Sol, vindo do ar, encontra um bloco cúbico de vidro sobre o qual incide obliquamente; refrata dispersando-se em forma de leque em seu interior. Na figura, x, y e z são alguns de seus raios de luz monocromática originários da dispersão da luz branca e formam ângulos que guardam a relação zˆyˆxˆ com as respectivas normais nos pontos de inserção no bloco. Considerando a luz como onda eletromagnética, é correto afirmar que a) as frequências de vibração das ondas dispersas guardam a relação fx>fy>fz. b) as velocidades de propagação das ondas dispersas guardam a relação vx>vy>vz. c) os comprimentos de onda das ondas dispersas guardam a relação x>y>z. d) os índices de refração dos raios dispersos guardam a relação nx>ny>nz. e) as frentes de ondas dispersas deslocam-se no vidro com a mesma velocidade. Questão 14) Na figura abaixo, o semidisco transparente, de centro O, de raio igual a 1,0 m, possui a face curva interna espelhada e ângulo limite de refração igual a 60º. Um raio de luz que incide perpendicularmente à sua face plana, a uma distância d de seu centro, é refletido em sua face espelhada e, a seguir, sofre lima reflexão total na face plana. A partir desses dados, calcule: a) o índice de refração do semidisco; b) a distância d. Questão 15) Um tanque, cuja forma é um cilindro circular reto, de altura igual a 60 3 cm, encontra-se completamente cheio de um líquido em repouso, com índice de refração igual a 2 . h H F R A uma altura h da superfície do líquido, sobre o eixo que passa pelo centro da base, encontra-se uma fonte luminosa pontual F que emite um feixe cônico, de abertura angular 90º, na direção do líquido, conforme indicado na figura. Considere h a altura mínima para que: -a região iluminada na superfície livre do líquido tenha raio de 40 cm; -o fundo do tanque fique completamente iluminado. Determine: a) o valor de h. b) o raio R da base do cilindro. Questão 16) A imagem I de uma fonte puntiforme P foi obtida através de um espelho côncavo colocado à direita da fonte, cujo centro de curvatura se encontra no ponto C. a) Calcule a distância da fonte ao vértice do espelho côncavo. b) Substituindo-se o espelho côncavo por um convexo, cujo vértice se encontra no ponto C, e sabendo-se que a distância entre P e I não se altera, calcule a distância da fonte ao centro de curvatura desse espelho convexo. Questão 17) Tânia observa um lápis com o auxílio de uma lente, como representado nesta figura: Essa lente é mais fina nas bordas que no meio e a posição de cada um de seus focos está indicada na figura. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que o ponto que melhor representa a posição da imagem vista por Tânia é o a) P . b) Q . c) R . d) S . Questão 18) Um feixe de Iaser, propagando-se no ar com velocidade ar, penetra numa lâmina de vidro e sua velocidade é reduzida para vidro = 2/3 ar. Sabendo que, no caso descrito, a freqüência da radiação não se altera ao passar de um meio para outro, a razão entre os comprimentos de onda, vidro/ar, dessa radiação no vidro e no ar, é dada por: a) 1/3 b) 2/3 c) 1 d) 3/2 Questão 19) As figuras abaixo representam raios solares incidentes sobre quatro lentes distintas. II III IV Deseja-se incendiar um pedaço de papel, concentrando a luz do sol sobre ele. A lente que seria mais efetiva para essa finalidade é a de número: a) l b) II c) III d) IV Questão 20) Uma pessoa míope não enxerga nitidamente objetos colocados a distancias maiores do que 40 cm de seus olhos. O valor absoluto da convergência de suas lentes corretoras, em dioptrias, é igual a: a) 4,5 b) 2,5 c) 3,5 d) 4,5 GABARITO: 1) Gab: A 2) Gab: B 3) Gab: B 4) Gab: 0,4m 5) Gab: A 6) Gab: R = 7 x73 m 7) Gab: B 8) Gab: E 9) Gab: C 10) Gab: B 11) Gab: D 12) Gab: C 13) Gab: D 14) Gab: a) 1,1 b) 0,5m 15) Gab: a) 40cm b) 100cm 16) Gab: a) p = 60cm b) d = 60cm 17) Gab: B 18) Gab: B 19) Gab: B 20) Gab: B
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