sexta-feira, 24 de fevereiro de 2012

LISTA DE EXERCÍCIOS - INTRODUÇÃO A ÓPTICA GEOMÉTRICA E ESPELHO PLANO - 2º Ano Ensino Médio





2º Ano Ensino Médio - 2011
Prof. Marcelo Franco Moura

LISTA DE EXERCÍCIOS - INTRODUÇÃO A ÓPTICA GEOMÉTRICA E ESPELHO PLANO

1)    Uma lâmpada fina e retilínea (fluorescente) se encontra no centro do teto de uma sala, conforme mostra a ilustração. Uma haste fina e retilínea é alinhada segundo a direção da lâmpada, fazendo coincidir o centro da lâmpada com o centro da haste. Complete a figura indicando quais são as regiões plenamente iluminadas (i), de penumbra (p) e de sombra (s).



2)    Com a finalidade de produzir iluminação indireta, uma luminária de parede possui, diante da lâmpada, uma capa opaca em forma de meio cano.

 
No teto, a partir da parede onde está montada a luminária, sabendo que esta é a única fonte luminosa do ambiente e que a parede sobre a qual está afixada essa luminária foi pintada com uma tinta pouco refletora, esboce o padrão de iluminação projetado sobre esse teto, indicando as regiões de sombra, penumbra e de luz intensa.

3)    A fim de estimar a altura de um edifício, Otávio pegou uma vassoura de 1,5 m de comprimento e mediu a extensão da sombra sobre o solo, obtendo o valor de 30 cm. No mesmo instante, ele mediu o tamanho da sombra do prédio sobre o chão e anotou o valor de 12 m. Qual é, aproximadamente, a altura do edifício?

4)    Um observador pontual visa do ponto A o edifício da figura mediante um ângulo visual, cuja tangente trigonométrica vale 1. Ao observar o mesmo prédio do ponto B, o faz mediante um ângulo visual, cuja tangente trigonométrica vale 4/5. Sendo 10 m a distância entre os pontos A e B, determine a altura h do edifício.








5)    Um homem encontra-se parado diante de um poste luminoso, como mostra a figura.

 


Calcule o comprimento de sua sombra no chão.

6)    Entre uma fonte pontual e uma tela coloca-se um corpo opaco, como mostra a figura.


Calcule o comprimento da sombra formada na tela.

7)    No teto de uma sala, cujo pé direito (medida do teto ao piso) vale 3,0 m, está fixa uma lâm­pada linear de 20 cm (fonte extensa). Uma barra opaca de 1,0 m de comprimento está horizontalmente suspensa a 1,20 m do teto. Sabendo-se que os pontos médios da lâmpada e da barra definem uma mesma vertical, determine:

a)    o tamanho da sombra projetada;
b)    o tamanho de cada uma das penumbras projetadas.

Supõe-se que a lâmpada e a barra estejam paralelas.

8)    Quando o Sol está a pino, uma menina coloca um lápis de 7,0.10-3 m de diâmetro, paralelamente ao solo, e observa a sombra dele 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 14.108 m e a distância do Sol à Terra é de 15.1010 m, calcule a altura do lápis em relação ao solo em que a sombra desaparece.

9)    Uma lâmpada linear, de 10 cm de comprimento, está fixa no teto de um quarto, cujo pé direito vale 2,8 m. Paralelamente à lâmpada e a 80 cm do piso, coloca-se uma haste metálica de 1 m de comprimento, conforme a figura.
Calcule:

a)    o comprimento da sombra projetada no piso;
b)    o comprimento de cada uma das penumbras projetadas no piso.




10) Um aparelho fotográfico rudimentar é constituído por uma câmara escura com um orifício em uma face e um anteparo de vidro fosco na face oposta. Um objeto luminoso em forma de L encontra-se a 2,0 m do orifício e sua imagem no anteparo é 5 vezes menor que o seu tamanho natural.



a)    Esboce a imagem vista pelo observador O indicado na figura.
b)    Determine a largura d da câmara.

11) Uma pessoa de 1,80 m de altura encontra-se a 2,4 m do orifício de uma câmara escura de 0,2 m de comprimento. Qual a altura da imagem formada?

12) A imagem focada de uma câmara escura dista 50 mm do orifício e tem uma altura de 20 mm. A árvore está a uma distância de 15 m do orifício. Qual a altura da árvore?

13) Uma garota, de altura H, está postada a uma distância d de um espelho plano que se encontra colado a uma parede vertical. Sabendo-se que a distância do globo ocular da garota até o solo é h, determine qual deve ser o tamanho mínimo (x) do espelho, para que a menina possa visualizar sua imagem inteira. Determine também qual deve ser a distância da borda inferior do espelho ao solo (y).

14) A ilustração ao lado mostra uma sala ABCD de formato quadrado (6 m x 6 m). Uma pessoa (representada pelo ponto O) está no centro da sala e olha em direção à parede CD, onde se encontra um espelho plano disposto paralelamente à parede AB. A fim de que o observador, pelo espelho, possa enxergar os cantos A e B da sala, qual a largura mínima desse espelho deverá ter?






15) Uma jovem está parada em A diante de uma vitrine, cujo vidro, de 3 m de largura, age como uma superfície refletora plana vertical. Ela observa a vitrine e não repara que um amigo, que no instante t0 está em B, se aproxima, com velocidade constante de 1 m/s, como indicado na figura, vista de cima.





Se continuar observando a vitrine, a jovem poderá começar a ver a imagem do amigo, refletida no vidro, em que intervalo de tempo?

16) A figura abaixo mostra um objeto AB de 30 cm de comprimento colocado em frente a um espelho plano E, paralelamente a este. O ponto O representa o observador.







Para que esse observador consiga enxergar o objeto inteiramente por reflexão no espelho, qual o comprimento mínimo esse espelho deve ter?

17) No esquema, temos uma fonte luminosa em A e um observador em B. Um raio de luz parte do ponto A, sofre reflexão no espelho plano e chega em B. Quanto vale a extensão do trajeto AEB?
 











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