Resumão AP1 - ICF1 pdf

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Resumão – AP1 – Introdução às Ciências Físicas I 
ÓPTICA 
Óptica Geométrica 
 Princípios da propagação retilínea da luz; 
 Princípio da reversibilidade dos raios de luz; 
 Princípio da independência dos raios de luz. 
Reflexão da luz é o retorno de um feixe luminoso para o meio do qual é proveniente ao atingir 
uma superfície. 
 Ela pode ser regular ou difusa; 
Leis da Reflexão: 
1’ O raio incidente, o raio refletido e a normal são coplanares; 
2’ O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. 
Refração da luz é a passagem da luz de um meio para outro. 
 Incidência oblíqua: refração acompanhada de mudança de direção, o que não acontece 
se a incidência for perpendicular. 
 Índice de refração absoluto: 𝑛 =
𝑐
𝑣
, onde c é a velocidade da luz no vácuo e v é a 
velocidade da luz no meio considerado. 
Leis da Refração: 
1’ O raio incidente, o raio refratado e a normal pertencem ao mesmo plano; 
2’ Lei de Snell: 𝑛𝐴 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝑖) = 𝑛𝐵 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝑟) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Índice de refração no vácuo 𝑛 = 1 
Nos meios materiais 𝑛 > 1 
O meio que tem mais índice de refração tem mais refringência* e vice-versa 
*Refringência é a medida do índice de refração dos objetos 
Ponto objeto e ponto imagem 
 
Espelho Plano é qualquer superfície plana, polida e com alto poder refletor. 
 O objeto e a respectiva imagem têm sempre naturezas opostas, ou seja, se o primeiro for 
real, o outro será virtual e vice-versa; 
Propriedade fundamental dos espelhos: A imagem é sempre simétrica do objeto em relação ao 
espelho. 
 Chama-se campo de um espelho plano, para determinado observador, a região do 
espaço que pode ser contemplada por ele pela reflexão da luz no espelho. O campo de 
visão de um espelho é uma região 3D. 
 Quando um espelho plano é transladado paralelamente a si mesmo, a imagem de um 
objeto fixo sofre translação no mesmo sentido, dupla em relação à do espelho. 
 Quando um espelho plano sofre uma rotação de um ângulo α em torno de um eixo 
normal ao plano de incidência de um raio de luz fixo, o raio refletido correspondente 
sofre uma rotação, no mesmo sentido, de um ângulo duas vezes maior. 
Espelho Esférico é qualquer calota esférica polida e com alto poder refletor. 
 Os espelhos esféricos gaussianos são aqueles em que os raios luminosos envolvidos são 
pouco inclinados e pouco afastados em relação ao eixo principal. 
 
 
 Nos espelhos esféricos gaussianos, o foco principal é aproximadamente equidistante do 
centro de curvatura e do vértice. 
Raios luminosos particulares 
1’ raio particular: todo raio luminoso que incide no espelho alinhado com o centro de curvatura 
reflete-se sobre si mesmo; 
2’ raio particular: todo raio que incide paralelamente ao eixo principal reflete-se alinhado com o 
foco principal; 
3’ raio particular: todo raio luminoso que incide no vértice do espelho gera, relativamente ao 
eixo principal, um raio refletido simétrico. 
A um objeto real, um espelho esférico convexo conjuga uma imagem sempre virtual, direta e 
menor, compreendida entre o foco principal e o vértice, independentemente da distância do 
objeto à superfície refletora. 
Objeto além do centro de curvatura Objeto no plano frontal que contém o 
centro 
Imagem: real; invertida; menor Imagem: real; invertida; do mesmo tamanho 
Objeto entre o centro de curvatura Objeto no plano focal 
Imagem: real; invertida; maior Como os raios luminosos emergentes do 
sistema são paralelos entre si, a imagem 
“forma-se no infinito”, sendo imprópria 
Objeto entre o foco e o vértice 
Imagem: virtual; direita; maior 
 
Referencial gaussiano 
 
Espelhos 
Côncavos Imagens reais 
Convexos Imagens virtuais 
Elementos reais 
Objetos ou imagens em frente ao 
espelho 
Abscissa positiva 
 
Função dos pontos conjugados 
1
𝑖
+
1
𝑜
=
1
𝑓
 
1
𝑓
=
1
𝑝
+
1
𝑝′
 
Onde: p é abcissa do objeto, p’ é a abscissa da imagem, f é a abscissa focal, o é a ordenada do 
objeto, i é a ordenada da imagem e f é a distância focal, sendo 𝑓 =
𝑅
2
. 
Aumento linear transversal: grandeza A calculada pelo quociente da ordenada da imagem (i) 
pela ordenada do objeto (o). 
𝐴 =
𝑖
𝑜
= −
𝑝′
𝑝
 
 Aumento positivo: Se A>0, i e o com o mesmo sinal, a imagem é direita; p e p’ com 
sinais opostos, o objeto e a imagem têm naturezas opostas (se um é real, o outro é 
virtual). 
 Aumento negativo: Se A<0, i e o com sinais opostos, a imagem é invertida; p e p’ com 
o mesmo sinal, o objeto e a imagem têm a mesma natureza (ambos são reais ou ambos 
são virtuais). 
Dioptro é um sistema constituído por dois meios transparentes de diferentes refringências, que 
fazem entre si, fronteira regular. Se a fronteira for plana, temos o dioptro plano, se for esférica, 
temos o dioptro esférico. 
 
Reflexão total é quando o raio luminoso que vem do objeto forma com a normal um certo 
ângulo limite 𝜃𝐿, o raio refratado tangencia a sua superfície da água. Para ângulos maiores que 
esse não há mais raio refratado, apenas o refletido, que se torna mais intenso. 
O ângulo limite ocorre quando o ângulo de refração vale 90°. 
Elementos virtuais 
Objetos e imagens atrás do 
espelho 
Abscissa negativa 
𝑛á𝑔𝑢𝑎 ∗ 𝑠𝑒𝑛 𝜃𝐿 = 1 ∗ 𝑠𝑒𝑛 90° = 1 
𝜃𝐿 = 𝑎𝑟𝑐𝑠𝑒𝑛(
1
𝑛á𝑔𝑢𝑎
) 
Na fibra óptica ocorre a reflexão total. 
 
MECÂNICA 
 Projeção de um vetor: para projetar o vetor�⃗�, na direção do vetor unitário i, levante duas 
retas perpendiculares na direção do vetor unitário i, a partir do deixo OX, que passem 
pelo início e pelo final de �⃗�. O mesmo para �⃗� na direção de j a partir de OY. 
 
 𝑑𝑥 = 𝑑 cos(𝜃) ; 𝑑𝑦 = 𝑑 𝑠𝑒𝑛 (𝜃) 
 |𝑑| = √𝑑𝑥² + 𝑑𝑦²; 𝜃 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔(
𝑑𝑦
𝑑𝑥
) 
 Vetor posição: 𝑟 = 𝑥𝑖 + 𝑦𝑗 
 Vetor velocidade média: 𝑣𝑚⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗(𝑡1, 𝑡2) =
�⃗�
(𝑡2−𝑡1)
=
�⃗�
∆𝑡
 
 Aceleração média: 𝑎𝑚⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗(𝑡1, 𝑡2) =
𝑣2⃗⃗⃗⃗⃗−𝑣1⃗⃗⃗⃗⃗
𝑡2−𝑡1
=
𝑣2⃗⃗⃗⃗⃗−𝑣1⃗⃗⃗⃗⃗
∆𝑡