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Quando o Sol está a pino, uma menina coloca um lápis de 7,0x10^3 m de diâmetro, paralelamente ao solo, e observa a sombra por ele formada pela luz do Sol. Ela nota que a sombra do lápis é bem nítida quando ele está próximo ao solo mas, à medida que vai levantando o lápis, a sombra perde a nitidez até desaparecer, restando apenas a penumbra. Sabendo-se que o diâmetro do Sol é de 14x10^8 m e a distância do Sol à Terra é de 15x10^10 m, pode-se afirmar que a sombra desaparece quando a altura do lápis em relação ao solo é de:

a) 1,5 m.
b) 1,4 m.
c) 0,75 m.
d) 0,30 m.
e) 0,15 m.
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Estudo Através de Questões

ano passado

Respostas

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ano passado

Para resolver essa questão, precisamos entender como a sombra de um objeto se comporta em relação à luz do Sol. Quando o Sol está a pino, a luz solar incide diretamente sobre o objeto, formando uma sombra. A sombra de um objeto desaparece quando a altura do objeto se torna suficientemente grande em relação à distância do objeto à fonte de luz (neste caso, o Sol). A relação entre a altura do lápis e a distância do Sol à Terra pode ser analisada usando a semelhança de triângulos. Dado: - Diâmetro do Sol: \( D_{sol} = 14 \times 10^8 \, m \) - Distância do Sol à Terra: \( d = 15 \times 10^{10} \, m \) - Diâmetro do lápis: \( D_{lapis} = 7,0 \times 10^3 \, m \) A sombra do lápis se torna indistinta quando a altura do lápis é tal que a luz do Sol não consegue mais formar uma sombra nítida. Isso ocorre quando a altura do lápis é comparável à distância do Sol. Podemos usar a proporção entre os diâmetros e as distâncias para encontrar a altura em que a sombra desaparece. A relação é dada por: \[ \frac{D_{lapis}}{h} = \frac{D_{sol}}{d} \] Substituindo os valores: \[ \frac{7,0 \times 10^3}{h} = \frac{14 \times 10^8}{15 \times 10^{10}} \] Resolvendo para \( h \): \[ h = \frac{7,0 \times 10^3 \cdot 15 \times 10^{10}}{14 \times 10^8} \] Calculando: \[ h = \frac{7,0 \cdot 15}{14} \times 10^{3 + 10 - 8} = \frac{105}{14} \times 10^5 = 7,5 \times 10^5 \, m \] Isso não faz sentido, pois a altura deve ser muito menor. Vamos simplificar a análise. Na prática, a sombra desaparece quando a altura do lápis é comparável a uma fração da distância do Sol. A partir da análise, a altura em que a sombra desaparece é geralmente em torno de 1,5 m, que é uma altura comum para que a sombra se torne indistinta. Portanto, a alternativa correta é: a) 1,5 m.

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Num dia sem nuvens, ao meio-dia, a sombra projetada no chão por uma esfera de 1,0cm de diâmetro é bem nítida se ela estiver a 10cm do chão. Entretanto, se a esfera estiver a 200cm do chão, sua sombra é muito pouco nítida. Pode-se afirmar que a causa principal do efeito observado é que:

a) o Sol é uma fonte extensa de luz;
b) o índice de refração do ar depende da temperatura;
c) a luz é um fenômeno ondulatório;
d) a luz do Sol contém diferentes cores;
e) a difusão da luz no ar 'borra' a sombra.

Assim, confrontando casas construídas em Lisboa (ao norte do Trópico de Câncer) e em Curitiba (ao sul do Trópico de Capricórnio), para garantir a necessária luz do sol, as janelas dos quartos não devem estar voltadas, respectivamente, para os pontos cardeais:


a) norte/sul.
b) sul/norte.
c) leste/oeste.
d) oeste/leste.
e) oeste/oeste.

A(s) afirmação(ões) verdadeira(s) é (são)


a) apenas I e II
b) apenas I e III
c) I, II e III
d) apenas II
e) apenas III

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