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Lista de Atividades de Física II ATENÇÃO: Para efeito de avaliação, serão considerados, além da organização, a apresentação das discussões e os cálculos. Questão em que se conste resposta sem resolução receberá nota zero. Dificuldades podem ser discutidas com o professor ou mesmo entre os colegas. As resoluções devem ser executadas “a mão”, digitalizadas em PDF e então dirigidas ao professor, na data programada. Professor Charles Rocha Turma LM 181 1) Quais as características da imagem produzida por um espelho plano? 2) Qual a distância mínima que uma pessoa deve se colocar, em relação a um espelho plano vertical, para que você se enxergue completamente através dele? Demonstre matemáticamente. 3) Num meio transparente e homogêneo, a luz se propaga em linha reta. Esse enunciado é conhecido como “Principio de Propagação Retilínea dos raios de Luz”. Forneça três evidências da veracidade desse Princípio. 4) Isaac Newton foi o criador do telescópio refletor. O mais caro desses instrumentos até hoje fabricado pelo homem, o telescópio espacial Hubble (1,6 bilhão de dólares), colocado em órbita terrestre em 1990, apresentou em seu espelho côncavo, dentre outros, um defeito de fabricação que impede a obtenção de imagens bem definidas das estrelas distantes (O Estado de São Paulo, 01/08/91, p.14). Qual das figuras a seguir representaria o funcionamento perfeito do espelho do telescópio? 5) Construa a imagem de um ponto material colocado entre o centro e o foco de um espelho côncavo. Caracterize essa imagem. 6) Construa a imagem de um ponto material colocado entre o vértice e o foco de um espelho côncavo. Caracterize essa imagem. 7) A figura representa um feixe de raios paralelos incidentes em uma superfície S e os correspondentes raios emergentes: As três figuras ilustram quais fenômenos ópticos? 8) Construa graficamente a imagem de um objeto AB, colocado perpendicularmente ao eixo principal de uma lente esférica delgada convergente de distância focal |f| 20cm nas situações esquematizadas nas figuras: 9) Um objeto real, direito, de 6,0 cm de altura, está localizado no eixo principal de um espelho esférico convexo de R=60cm. Determine a posição, a altura, o aumento linear transversal e as características da imagem quando esse objeto estiver a uma distância do vértice de: a) 50cm; b) 30cm. 10) Um raio de luz monocromático, propagando-se no ar, incide perpendicularmente em uma das faces de um prisma de vidro, cujo ângulo de refringência é 30°. Use n=√2. O desvio angular sofrido pelo raio ao atravessar o prisma vale? 11) Quem nunca ficou olhando as imagens formadas por colheres de sopa metálicas? João Henrique gostava muito de ficar olhando a sua imagem nessas colheres. Nelas, as imagens mudam de posição e tamanho a depender da face da colher que está voltada para a pessoa e da distância da colher até ela. Na figura abaixo, vemos as imagens de João Henrique em pé produzida pela mesma colher a uma mesma distância de João. O que muda é a face espelhada que está voltada para João. Nessa situação, os módulos das alturas das imagens do João em cada situação obedecem a relação abaixo: Se a colher for tratada como um espelho esférico cujo módulo da distância focal é f, qual a distância de João até a colher? a) 6f b) 8f c) 9f d) 10f 12 (Halliday) Uma onda possui uma frequência angular de 110 rad/s e um comprimento de onda de 1,80 m, Calcule: (a) o número de onda. (b) a velocidade da onda. 13 Uma onda senoidal se propaga em uma corda. O tempo necessário para que um certo ponto da corda se mova do deslocamento máximo até zero é 0,170 s. Quais são: (a) o período da onda? (b) a frequência da onda? (c) qual é a velocidade da onda, sabendo-se que o comprimento de onda é 1,40 m? 14 Se y(x,t)=(6,0mm)sin(kx+(600rad/s)t+ϕ)y(x,t)=(6,0mm)sin(kx+(600rad/s)t+ϕ) descreve uma onda que se propaga em uma corda, quanto tempo um ponto da corda leva para se mover entre os deslocamentos y = + 2,0 mm e y = -2,0 mm? 15 A equação de uma onda transversal que se propaga em uma corda muito longa é Y=6,0.sin(0,020πx+4,0πt)y=6,0sin(0,020πx+4,0πt). onde x e y estão em centímetros e t em segundos. Determine: (a) a amplitude, (b) o comprimento de onda (c) a frequência; (d) a velocidade; (e) o sentido de propagação da onda; (f) a máxima velocidade transversal de uma partícula da corda; (g) o deslocamento transversal em x = 3,5 cm para t = 0,26 s. 16 Sobre as ondas sonoras, é correto afirmar que não se propagam: a) na atmosfera. b) na água. c) no vácuo. d) nos meios metálicos. 17 A respeito da classificação das ondas, marque a alternativa incorreta: a) As ondas classificadas como longitudinais possuem vibração paralela à propagação. Um exemplo desse tipo de onda é o som. b) O som é uma onda mecânica, longitudinal e tridimensional. c) Todas as ondas eletromagnéticas são transversais. d) A frequência representa o número de ondas geradas dentro de um intervalo de tempo específico. A unidade Hz (Hertz) significa ondas geradas por segundo. e) Quanto à sua natureza, as ondas podem ser classificadas em mecânicas, eletromagnéticas, transversais e longitudinais. 18 Na figura está representada a configuração de uma onda mecânica que se propaga com velocidade de 20 m/s. Qual a frequência, em hertz, dessa onda? 19 A figura abaixo representa uma onda que se propaga com velocidade igual a 300m/s. Determine: a) a amplitude da onda; b) o comprimento de onda; c) a frequência; d) o período. 20 Na figura abaixo, estão representadas duas ondas transversais P e Q, em um dado instante de tempo. Considere que as velocidades de propagação das ondas são iguais. Marque V para verdadeiro e F para falso: I - A onda P tem o dobro da amplitude da onda Q. II - A onda P tem o dobro do comprimento de onda da onda Q. III- A onda P tem o dobro da frequência da onda Q. 21 Os óculos de sol são usados para diminuir a intensidade da luz solar que chega aos olhos. Para tanto, as lentes de alguns óculos possuem filtros que impedem a propagação de parte da luz incidente, permitindo apenas que os raios que vibram em determinada direção os atravessem. Que nome se dá ao fenômeno citado no texto e mostrado na figura, exclusivo de ondas transversais? 22 Em uma corda, dois pulsos de onda propagam-se em sentidos opostos, conforme mostra a figura. Assinale a alternativa que representa corretamente a propagação dos pulsos de onda, nos seguintes momentos: antes da interferência (I), durante a interferência (II) e após a interferência (III), respectivamente. 23 Marque a alternativa correta a respeito do fenômeno da interferência. a) O fenômeno da interferência só ocorre com ondas unidimensionais. b) Na interferência construtiva, as ondas encontram-se com fases invertidas. c) Na interferência destrutiva, as ondas encontram-se com fases iguais. d) Quando duas ondas de mesma amplitude sofrem interferência destrutiva, ocorre aniquilação. e) Quando duas ondas com amplitudes diferentes sofrem interferência construtiva, as amplitudes são somadas, e a onda resultante mantém o sentido de propagação da onda que possuía maior amplitude.
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