Tópicos de Física 2 - Parte 2-148-150

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418 UNIDADE 3 | ÓPTICA GEOMÉTRICA
 16. (UFG-GO) Um feixe luminoso, partindo de uma 
fonte puntiforme, incide sobre um disco opaco de 
10 cm de diâmetro. Sabendo-se que a distância 
da fonte ao disco corresponde a um terço da dis-
tância deste ao anteparo e que os planos da fonte, 
do disco e do anteparo são paralelos, pode-se 
afirmar que o raio da sombra do disco, projetada 
sobre o anteparo, é de:
a) 15 cm.
b) 20 cm.
c) 25 cm.
d) 35 cm.
e) 40 cm.
 17. O esquema representa o corte de uma câmara 
escura de orifício, diante da qual existe um corpo 
luminoso AB de 40 cm de comprimento:
A
B
A'
B'
a b
O
Considerando a 5 100 cm e b 5 20 cm, calcule o 
comprimento da figura A'B' projetada na parede 
do fundo da câmara.
 18. Num eclipse da Lua, a posição relativa dos três 
astros, Sol, Lua e Terra, é a seguinte:
a) O Sol entre a Lua e a Terra.
b) A Lua entre o Sol e a Terra.
c) A Terra entre o Sol e a Lua.
d) A Terra e a Lua à esquerda do Sol.
e) É impossível a ocorrência de um eclipse da Lua.
Exercícios Nível 2
 19. Na foto abaixo, aparece o palco de um show mu-
sical em que diversos pincéis luminosos de laser 
provenientes de um sofisticado sistema de ilu-
minação se cruzam, mas seguem se propagando 
mesmo depois desses cruzamentos. O ambiente 
está um tanto esfumaçado pela presença de go-
tículas de água colocadas em suspensão por 
moléculas de CO2 gasoso logo após sublimação 
dessa substância (gelo seco – CO2 sólido – a tem-
peraturas muito baixas sublima-se ao ser colo-
cado em contato com água em temperatura 
ambiente). Isso realça sobremaneira a presença 
dos pincéis laser, permitindo sua visualização de 
qualquer ponto da plateia.
a) Nessa imagem, podem ser comprovados dois 
princípios em que se baseia o estudo da Óptica 
Geométrica. Quais são eles? Enuncie esses 
princípios. 
b) Por que o ambiente esfumaçado favorece a 
visualização dos pincéis luminosos de laser de 
qualquer ponto da plateia?
 20. Um grupo de escoteiros deseja construir um 
acampamento em torno de uma árvore. Por se-
gurança, eles devem colocar as barracas a uma 
distância tal da base da árvore que, se cair, ela não 
venha a atingi-los. Aproveitando o dia ensolarado, 
eles mediram, ao mesmo tempo, os comprimen-
tos das sombras da árvore e de um deles, que tem 
1,5 m de altura; os valores encontrados foram 
6,0 m e 1,8 m, respectivamente. Qual deve ser a 
menor distância das barracas à base da árvore?
 21. Considere o esquema abaixo, em que o obser-
vador olha através de um canudo cilíndrico, de 
eixo horizontal, de 20 cm de diâmetro e 80 cm 
de comprimento.
canudo
disco
O rapaz observa que um disco, de centro contido 
na reta do eixo do canudo, distante 8,0 m do seu 
olho, parece encaixar-se perfeitamente na boca 
do canudo. Supondo desprezível a distância do 
olho do rapaz ao canudo, calcule o raio do disco, 
admitindo que seja circular.
Banco de imagens/
Arquivo da editora
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419TÓPICO 1 | FUNDAMENTOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
 22. (FCC-SP) O orifício de uma câmara escura está 
voltado para o céu, numa noite estrelada. A pa-
rede oposta ao orifício é feita de papel vegetal 
translúcido. Um observador que está atrás da 
câmara, se olhasse diretamente para o céu, ve-
ria o Cruzeiro do Sul conforme o esquema I. 
Olhando a imagem no papel vegetal, por trás da 
câmara, o observador vê o Cruzeiro conforme o 
esquema:
esquema I esquema II
esquema IV esquema V
esquema III
a) I.
b) II.
c) III.
d) IV.
e) V.
Logo: 5
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P
d
o
5
100
o
1 ⇒ P1 5 20d (I)
2o Caso:
i2 5 50% ? o ⇒ i
50
100
o2 5 ?
Logo: 5
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P
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50
100
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2 ⇒ P2 5 2d (II)
De (I) e (II), temos:
5
P
P
2d
20d
2
1
 ⇒ P
P
102
1
5
 23. (Uerj) A altura da imagem de um objeto, po-
sicionado a uma distância P1 do orifício de 
uma câmara escura, corresponde a 5% da 
altura desse objeto. A altura da imagem 
desse mesmo objeto, posicionado a uma 
distância P2 do orifício da câmara escura, 
corresponde a 50% de sua altura. Calcule P2 
em função de P1.
Resolução:
dP
o
i
orif’cio
Pela semelhança de triângulos, temos:
5
P
d
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i
1o Caso:
i1 5 5% ? o ⇒ i
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o15 ?
E.R.
 24. (Ufscar-SP) A 1 metro da parte frontal de uma 
câmara escura de orifício, uma vela de compri-
mento 20 cm projeta na parede oposta da câmara 
uma imagem de 4 cm de altura.
A câmara permite que a parede onde é projetada 
a imagem seja movida, aproximando-se ou afas-
tando-se do orifício. Se o mesmo objeto for co-
locado a 50 cm do orifício, para que a imagem 
obtida no fundo da câmara tenha o mesmo ta-
manho da anterior, 4 cm, a distância que deve ser 
deslocado o fundo da câmara, relativamente à 
sua posição original, em cm, é de
a) 50
b) 40
c) 20
d) 10
e) 5
 25. (UEL-PR) A figura a seguir representa uma fonte 
extensa de luz L e um anteparo opaco A dispostos 
paralelamente ao solo (S):
S
2,0 m 
h
A
L
80 cm
60 cm
O valor mínimo de h, em metros, para que sobre 
o solo não haja formação de sombra é:
a) 2,0.
b) 1,5.
c) 0,80.
d) 0,60.
e) 0,30.
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420 UNIDADE 3 | ÓPTICA GEOMÉTRICA
 26. (Vunesp) Lampiões a gás utilizam uma tela em 
forma de casulo, conhecida popularmente por 
camisinha, que veste o tubo por onde sai o gás. 
O gás expelido pelo tubo passa rapidamente pelos 
furos da tela e, quando é inflamado, o faz longe o 
suficiente da camisinha para que ela não se 
queime. Como consequência da queima do gás, a 
camisinha passa a emitir luz, tal qual uma fonte 
extensa.
vidro protetor
camisinha
reservatório
de gás
Associando-se a luz do lampião com a luz emiti-
da pelo Sol, um professor decide demonstrar 
como ocorre um eclipse solar. Para isso, usa uma 
moeda de tamanho menor que o da camisinha, 
como se fosse a Lua, e uma parede próxima fa-
zendo o papel da superfície do planeta Terra, de 
acordo com a configuração desenhada.
A
B
parede
(Terra)
moeda
(Lua)
camisinha
(Sol)
Considerando as possibilidades de sombra, pe-
numbra e luz, e supondo que a única luz do am-
biente é fornecida pela camisinha do lampião, os 
pontos A e B da parede estão imersos, respecti-
vamente, em regiões de
a) luz e sombra.
b) penumbra e sombra.
c) sombra e penumbra.
d) sombra e luz.
 27. Em 21 de agosto de 2017 ocorreu um eclipse do 
Sol, visualizado e documentado de maneira pri-
vilegiada por milhões de pessoas nos Estados 
Unidos. Entre os observadores do fenômeno, re-
gistraram-se muitos astrônomos, astrofísicos e 
cientistas em geral. Devido ao movimento relati-
vo entre a Lua, a Terra e o Sol, o eclipse foi total 
(ou anular) ao longo de uma faixa de aproxima-
damente 4 500 km, com o dia se transformando 
em noite. A sombra circular da Lua, com área 
próxima de 7 500 km2, percorreu o país de noro-
este a sudeste, entrando pelo Pacífico e saindo 
pelo Atlântico. Essa sombra, projetada sobre a 
superfície terrestre, atravessou, em movimento 
uniforme, 14 estados norte-americanos em cerca 
de 90 minutos: Oregon, Idaho, Wyoming, Montana, 
Nebraska, Iowa, Kansas, Missouri, Illinois, Kentucky, 
Tennessee, Georgia, Carolina do Norte e Carolina 
do Sul.
Com base nas informações contidas no texto, 
responda:
a) Em que fase da Lua (lua cheia, lua minguante, 
lua nova ou lua crescente) acontece o eclipse 
do Sol?
b) Nos locais da Terra em que ocorreu penumbra 
projetada o disco solar foi visualizado total-
mente ou parcialmente encoberto pelo disco 
lunar?
c) Para observadores em repouso em um local 
do estado do Tennessee, qual foi a duração 
máxima do eclipse total, em minutos? Adote 
nos cálculos p ≅ 3.
 Fotografia do eclipse total doSol obtida nos Estados 
Unidos em 21 de agosto de 2017.
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