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91 R.I. (Revisão Intercalada) Física 2 1. (Uel 2020) Ondas eletromagnéticas são criadas a partir da osci- lação de campos elétricos e magnéticos. Uma fonte luminosa, como o sol ou uma lâmpada, emite luz (onda eletromagnética) que oscila em várias direções. O fenômeno conhecido como polarização da luz acon- tece quando a onda eletromagnética oscila somente em uma direção. Os filtros polaroides são materiais que permitem a passagem da luz em apenas um plano de oscilação e a luz que passa por eles é chamada de luz polarizada. Com base nessas informações, responda aos itens a seguir. a) Considere que uma loja esteja com um anúncio de óculos com lentes polarizadoras, ou seja, óculos com filtros polaroides. Descreva de que forma, ali mesmo na loja, ou seja, mesmo sem recursos técnicos, seria possível compro- var se os óculos do anúncio realmente possuem filtros polaroides. Observação: um esquema pode ajudar a justificar sua resposta. b) Uma forma de determinar a intensidade luminosa de uma fonte é dividindo a sua potência pela área ilumi- nada: P I A = Considere uma lâmpada emitindo ondas eletromagnéti- cas esféricas em todas as direções, com potência total de 48 W. Determine a intensidade luminosa a uma distância de 2 m da lâmpada. Utilize π = 3. 2. (Uerj) Em função de suas características, uma lente conver- gente, ao ser exposta à luz do Sol, gera uma concentra- ção de luz a 60 cm do seu centro óptico, como ilustra a imagem. Considere que um objeto é colocado a 180 cm do centro óptico dessa lente para que sua imagem seja projetada com nitidez sobre uma tela. Calcule a distância, em centímetros, em que a tela deve ser colocada, a partir do centro óptico da lente, para obtenção dessa imagem. 3. (Ufjf-pism 3) O pêndulo simples ideal consiste em uma massa m pequena (para que o atrito com o ar possa ser despre- zado) presa a um fio de massa desprezível e compri- mento L, como mostra a figura acima. Para oscilações pequenas, o período T e a frequência angular ~ são relacionados de forma que T 2= r ~ = L g^ h onde g é a aceleração da gravidade. Com o intuito de determinar o valor da aceleração da gravidade em sua casa, um aluno montou um pêndulo simples e mediu o período de oscilação para diferentes comprimentos do fio. Ele usou uma régua graduada em centímetros e um sensor de movimento para determinar a posição horizontal x do pêndulo em função do tempo. a) O gráfico abaixo mostra a posição horizontal do pên- dulo para dois experimentos, com comprimentos de fios diferentes, em função do tempo. Com base nesses resultados, calcule a razão entre os comprimentos dos fios para os dois experimentos. b) O aluno realizou novas medidas e montou o gráfico do período do pêndulo ao quadrado em função do com- primento do fio. Com base nesses resultados, calcule o valor da gravidade encontrado pelo aluno. 92 R.I. (Revisão Intercalada) 4. (Usf) Um microscópio composto é formado por duas lentes não justapostas que recebem, respectivamente, as denominações de lentes objetiva e ocular. A figura abaixo mostra uma imagem de raios X desse aparelho. O objetivo de se usar duas lentes dispostas dessa maneira é que a lente ocular ampliará a imagem de um objeto que a lente objetiva já deixou maior, conse- guindo, assim, aumentos bem significativos. Imagine uma estrutura vegetal esférica de diâmetro 4 mm sendo colocada a 1 cm da lente objetiva. A imagem final observada tem diâmetro 0,4 m e se encontra a 0,5 m da lente ocular. Sendo a distância entre as duas lentes 30 cm determine a ampliação da imagem realizada ape- nas pela lente objetiva. 5. (Ufpr) Num experimento no laboratório de Física, uma mola de constante elástica k tem uma de suas extremidades presa a um suporte e fica dependurada em repouso na vertical. Ao suspender um objeto de massa m na sua extremidade inferior, o peso deste objeto faz com que ela sofra um alongamento igual a y Em seguida divide-se a mola ao meio e, para uma das metades prende-se uma das extremidades no suporte e na outra é suspenso o mesmo objeto. Observa-se neste caso que, ao suspender o mesmo objeto em uma das metades, a elongação é a metade da elongação produzida com a mola inteira. Quando o sistema formado pela mola e pela massa é posto a oscilar verticalmente, em cada uma das duas situações (antes da mola ser dividida e após ela ser dividida), constata-se que as frequências de oscilação são diferentes. Com base nos conceitos de oscilações e nas observações feitas no experimento: a) Obtenha a razão entre as frequências de oscilação do sistema antes de a mola ser dividida e após ela ser dividida. b) Utilizando o resultado obtido no item (a), a frequência de oscilação será maior antes da divisão da mola ou depois da sua divisão? 6. (Ufg) Em 2014, comemoram-se os 450 anos do nascimento de Galileu Galilei. Entre as inúmeras contribuições científicas de Galileu, destaca-se a utilização do teles- cópio para observações astronômicas. Um dos primei- ros telescópios empregados por Galileu, em 1609, era constituído por duas lentes esféricas delgadas conver- gentes, uma objetiva e uma ocular e, por meio desse instrumento, Galileu conseguiu observar as crateras da Lua. Considerando o exposto, determine: a) a distância focal da objetiva, considerando que o valor absoluto do fator de ampliação angular desse telescó- pio era 15 e que a distância focal da ocular era 9 cm. b) o tamanho angular, em graus, de uma cratera lunar vista por Galileu com o olho próximo da ocular, consi- derando que a distância entre a Terra e a Lua é de apro- ximadamente 384000 km e que o diâmetro da cratera é cerca de 2400 km. Utilize a aproximação tg .i i para ângulos pequenos (em radianos). 7. (Fuvest) Um estudante construiu um microscópio ótico digital usando uma webcam, da qual ele removeu a lente ori- ginal. Ele preparou um tubo adaptador e fixou uma lente convergente, de distância focal f = 50 mm, a uma distância d = 175 mm do sensor de imagem da webcam, como visto na figura abaixo. No manual da webcam, ele descobriu que seu sensor de imagem tem dimensão total útil de 6 x 6 mm² com 500 x 500 pixels. Com estas informações, determine a) as dimensões do espaço ocupado por cada pixel; b) a distância L entre a lente e um objeto, para que este fique focalizado no sensor; c) o diâmetro máximo D que uma pequena esfera pode ter, para que esteja integralmente dentro do campo visual do microscópio, quando focalizada. Note e adote: Pixel é a menor componente de uma imagem digital. Para todos os cálculos, desconsidere a espessura da lente. 8. (Unifesp) Um telescópio refrator trabalha com a propriedade de refração da luz. Este instrumento possui uma lente objetiva, que capta a luz dos objetos e forma a ima- gem. Outra lente convergente, a ocular, funciona como 93 R.I. (Revisão Intercalada) uma lupa, aumentando o tamanho da imagem formada pela lente objetiva. O maior telescópio refrator do mundo em utilização, com 19,2 m de comprimento, é o telescópio Yerkes, que teve sua construção finalizada em 1897 e localiza-se na Universidade de Chicago, nos EUA. O telescópio Yerkes possui uma objetiva com 102 cm de diâmetro e com razão focal (definida como a razão entre a distância focal e o diâmetro de abertura da lente) igual a 19,0. a) Qual a distância focal da objetiva do telescópio refrator descrito e quanto vale a soma das distâncias focais da objetiva e da ocular? b) Qual é o aumento visual (ampliação angular) do teles- cópio? 9. (Ufpr) Um estudante possui uma lente convergente cujos raios de curvatura de ambas as superfícies são iguais a 30 cm. Ele determinou experimentalmente a distância focal da lente no ar e obteve o valor de 10 cm. Com essas informações, é possível determinar o índice de refração da lente e assim saber de qual material ela foi feita. a) Com base nessas informações, calcule o índice de refra- ção da lente. b) Se o estudante determinasse a distância focal com alente imersa na água, ele obteria o mesmo valor des- crito no enunciado? Justifique a sua resposta. 10. (Uerj) Um jovem com visão perfeita observa um inseto pou- sado sobre uma parede na altura de seus olhos. A dis- tância entre os olhos e o inseto é de 3 metros. Considere que o inseto tenha 3 mm de tamanho e que a distância entre a córnea e a retina, onde se forma a imagem, é igual a 20 mm. Determine o tamanho da imagem do inseto. 11. (Unifesp) Um paciente, que já apresentava problemas de mio- pia e astigmatismo, retornou ao oftalmologista para o ajuste das lentes de seus óculos. A figura a seguir retrata a nova receita emitida pelo médico. Nome: Jorge Frederico de Azevedo GRAU Esférico Cilíndrico Eixo D. P. Para longe OD - 3,00 - 0,75 150º 62,0 mmOE - 3,00 - 0,75 150º Para perto OD + 1,00 - 0,75 68,0 mmOE + 1,00 - 0,75 Obs: Óculos para longe e perto separados. Ao pegar seus óculos é conveniente trazê-los para conferir. a) Caracterize a lente indicada para correção de miopia, identificando a vergência, em dioptrias, e a distância focal, em metros. b) No diagrama I, esboce a formação da imagem para um paciente portador de miopia e, no diagrama II, a sua correção, utilizando-se a lente apropriada. 12. (Ufmg) Quando uma pessoa olha para um objeto, a imagem deste deve se formar sobre a retina. Algumas pes- soas, por terem um defeito de visão, veem objetos próximos fora de foco, enquanto os distantes ficam mais bem focados. Outras pessoas têm o defeito contrário – ou seja, os objetos distantes são vis- tos fora de foco e os próximos, mais nitidamente. Elmo é um professor de Física portador de um desses dois defeitos e, para corrigi-lo, ele precisa usar óculos. Nestas figuras, Elmo está sem óculos, à esquerda, e com seus óculos, à direita.