Resoluções de Exercícios

BLOCO

01

01

E

De acordo com a expressão do período do pêndulo T=2$r$ _gL ,

para ter a metade do período, o pêndulo deve ter um quarto do comprimento: 2 ₂1 ₂1 2 ₂1 2 ₄1 2 1 ₂ 4 1 T _gL T _gL T _gL T g L & & $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ r r r r = = = =

02

D Dados: 4 Terra T T T g g g g

Pêndulo Massa mola

Terra Lua " = = = = -Z [ \ ] ] ]]

O período do sistema massa-mola independe da aceleração da

gravi-dade fT=2$r$ m_Kp. Logo, o período do sistema massa-mola será

o mesmo na Lua e na Terra: '

TMassa-mola=TMassa-mola=T O período do pêndulo simples na Terra é dado por:

2

Terra"TPêndulo= $r$ _gL =T

O período do pêndulo simples na Lua é dado por:

' 2 ₄ 2 4 ' 2 2 ' 2 Lua T _gL L _g T _gL T T Pêndulo Pêndulo Pêndulo " & & $ $ $ $ $ $ $ $ $ r r r = = = =

Logo a razão entre os períodos na Lua é dada por: ' ' 2 ' ' 2 T T TT T T Massa mola Pêndulo Massa mola Pêndulo & $ = = - -BLOCO

01

01

B

Os primeiros padrões de tempo usados estavam diretamente ligados a fenômenos naturais periódicos, como os dias e noites, as fases da Lua ou as estações do ano.

FISICA III

Resoluções de Exercícios

Capítulo

01

_Osciladores

Oscilações, Ondas,

Óptica e Radiação

Óptica e Radiação

Oscilações, Ondas,

Óptica e Radiação

Oscilações, Ondas,

02

E

Após a invenção dos transistores e a consequente miniaturização dos circuitos eletrônicos usando semicondutores de Germânio e, posteriormente, Silício, em 1957 foi construído o primeiro relógio eletrônico de pulso.

03

A

Sendo osciladores, servem como base de tempo para a construção de relógios. BLOCO

01

01

B 72 3 1 k N m T s r = = = Z [ \ ] ] ]] 2 1 2 3 _{72 6}1 ₇₂ 361 72 2 T m_K m m m _{m kg} 2 2 & & & $r$ $ $ = = = = = f p f p

02

B 1 Situação m m K K 1 1 & = = * 2 1 2 1 2 1 T m_K f _T f _mK f _mK 1 1 1 1 1 1 1 1 1 & & $ $ $ $ $ $ r r r = = = = _ ` a b bb b bb 2 4 Situação m m K K 2 2 & = $ =

*

2 1 2 1 21 4 21 4 2 21 2 T m_K f _T f _mK f _mK f K _m f _mK f f 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 & &

& & &

$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ r r r r r = = = = = = = _ ` a b bb b bb

03

D

O período do pêndulo simples é dado por T=2$r$ _gL . Para que

o relógio apresente o mesmo funcionamento, o período do pêndulo

na Lua é igual ao período na Terra. Para tal condição a razão _gL deve

ser constante. Dessa forma como 'g=₄g, temos: 'L=₄L

04

C coração ⇒ {86 bat/min ê / ? P ndulo L m g m s T batidas 10 10 2 & = = = Z [ \ ]] ]

Para o coração, temos: 0,7 batidas s batida t t t s 86 60 1 86 60 ) )

&

&

D D = D = 4

Para o pêndulo, temos:

2 2 2 6,28

T= $ r$ _gL

&

T= $r$ ₁₀10

&

T= $rs

&

T= s

Cálculo do período do movimento em batidas do coração:

, , 0,7 6,28 9 . batida s x batidas s x x batidas 1 0 7 6 28 ) )

&

$ =

&

, 4

05

C

No verão, o aumento da temperatura promove a dilatação da haste do pêndulo, tornando-a maior. Pela equação do período do pêndulo

simples, T=2$r$ _gL, para g constante, o aumento de L promove o

aumento do período. Dessa forma, o tempo de um ciclo aumenta,

tor-nando o pêndulo mais lento, atrasando o relógio. Lembre-se que f 1

T

= .

Logo, o aumento do período promove uma diminuição da frequência.

06

D

Os períodos não dependem das massas. Quanto maior o

comprimen-to, maior o período fT=2$ r$ _gLp Então, de acordo com a tabela,

teremos: T₁ < T₂ < T₃ e L₁ < L₂ < L₃.

07

D , ? M m kg f Hz K 100 0 5 3 r + = = = = Z [ \ ] ]] ] ] 2 , 2 2 2 3 900 / T M m_K T _f T T s K K K N m 1 0 51 100 3 1 100 9 1 100 2 2

&

&

&

&

&

&

&

$ $ $ r = + = = = = = = f p f p _ ` a b b bb

08

B

Observando a expressão para o período do aparelho (texto),

2 ,

T= $ r$ M m+_K pode-se perceber que o período de oscilação é

diretamente proporcional à raiz quadrada das massas. Como a frequência é inversamente proporcional ao período, conclui-se que com massas maiores o aparelho oscila com frequência menor.

09

E 7 4 . t s Saiu de A Chegou em B vezes T = Z [ \ ] ] ]]

Observe que como o movimento iniciou em A, o pêndulo termina um ciclo quando retorna a A, passando por B uma vez. O texto da questão permite concluir que o tempo começou a ser registrado quando o pêndulo partiu de A e terminou quando o pêndulo chegou em B pela quarta vez. Logo, tivemos 3,5 ciclos em 7 segundos.

, ciclos s _{3,5 7 2} ciclo Ts T T s 3 5 7 1 ) ) & $ = & =

4

10

B ( ) ( ) ( / ) 2 2 ₁₀9 2 I II T T L L g T _gL T _gL T T L L g T _gL T _gL T _gL g L g L g L g L gL gL gg 10 9 2 2 ₁₀9 10081 10081 2 2 10 9 9 10

A A A A A A B B B B B B B B A B A B A B A 2 2

&

&

&

&

&

&

&

&

$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ r r r r r r r = = = = = = = = = = = = = f p f p _ ` a bb bb _ ` a bb bb Capítulo

02

Introdução à Ondulatória

Oscilações, Ondas,

Óptica e Radiação

Óptica e Radiação

Oscilações, Ondas,

Óptica e Radiação

Oscilações, Ondas,

BLOCO

02

01

A

A onda transporta apenas energia. Não transporta matéria. Na prática, a boia pode ser transportada por correnteza (deslocamento da água) ou pelo vento.

02

D

Para a resolução dessa questão, devemos lembrar inicialmente que toda onda é constituída de dois movimentos: vibração + propagação. O movimento de propagação (horizontal) está representado pela seta acima da onda. Já o movimento de vibração será perpendicular ao mo-vimento de propagação (vibração vertical), uma vez que em uma corda a onda é transversal. Outro ponto simples a ser observado é que a onda passa pelo ponto e, após a passagem da onda, o ponto deve retornar a posição inicial. Vamos analisar o movimento pela figura a seguir.

M N

Direção de propagação

Onda após um pequeno intervalo de tempo. Onda no instante inicial.

A figura mostra que quando a onda se propaga de uma pequena distância para direita, o ponto N, nesse instante, sobe e o ponto M, nesse mesmo instante, desce.

03

A

• Unidimensionais: ondas em cordas. Propagam-se apenas em uma direção. • Bidimensionais: ondas em superfícies de lagos. Propagam-se em

várias direções contidas em um mesmo plano.

• Tridimensionais: sonoras. Propagam-se em todas as direções do espaço. BLOCO

03

01

D 3 10 31 ? V m s m f MHz 8 $ m = = = Z [ \ ] ] ]]

Aplicando a eq. fundamental:

3 10 31 0,097 10 9,7 10

9,7

V f f f Hz f Hz

f MHz

8 8 6

& & &

$ $ $ $ $

m

= = = =

02

C

Observando-se a figura, pode-se concluir que: {V = 1,5 m/s 30 cm 150 cm λ/2 λ λ 2,5 ⋅ λ = 150 cm ⇒ λ = 60 cm ⇒ λ =0,6 m Pela relação fundamental da ondulatória: V = λ ⋅ f ⇒ 1,5 = 0,6 ⋅ f ⇒ f = 2,5 Hz

03

D

Na figura fornecida, o intervalo de tempo representado corresponde

à metade do período da onda, ou seja, ₂T₌10 10_$ –6s _{Assim, temos:}

2 10 10 50000

f=1_T

&

f= _$ 1_$ –6

&

f= Hz

Da tabela fornecida, conclui-se que esse apito pode ser ouvido apenas por gatos e morcegos.

04

B Dados: 3,0 10 1,4 10 m V m s 4 3 $ $ m= =

-*

1,4 10 3,0 10 4,7 10 V_=m$f_{& $} 3_{= $} -4_$f_&f_{, $} 6Hz

05

C

I. Errada. A velocidade é uma característica do meio. Logo, ao mudar de meio deve mudar de velocidade.

II. Correta. III. Correta.

IV. Errada. O som é uma onda mecânica. V. Correta.

BLOCO

02

01

B

Quando o radialista fala produz uma onda sonora – energia mecânica. O microfone transforma o som em corrente elétrica – energia elétrica. A antena transforma a corrente elétrica em ondas eletromagnéticas – energia eletromagnética. A onda eletromagnética induz uma corrente na antena receptora – energia elétrica. O alto-falante transforma a corrente elétrica em onda sonora – energia mecânica.

02

B

A onda não transporta matéria, logo a onda não “carrega” o surfista.

03

C

O LASER e o RADAR são aplicações de ondas eletromagnéticas. Dentre as citadas a radiografia é a única aplicação de ondas eletromagnéticas (raios X), as demais são aplicações de ondas mecânicas.

04

A

O som é onda mecânica e, por isso, não se propaga no vácuo entre o Sol e a Terra.

05

B

As ondas emitidas e captadas entre os celulares são eletromagnéticas e tridimensionais (se propagam em todas as direções).

06

D

Os pontos da corda (exceto as extremidades presas) vibram perpen-dicularmente à corda ou à direção de propagação da onda, o que as torna ondas transversais.

Movimento de um ponto da onda

Sentido de propagação

07

C

O som propaga-se no ar por meio de compressões e descompressões sucessivas do meio, que ocorrem na mesma direção de propagação da onda sonora, por isso, no ar o som é uma onda longitudinal.

Compressão Rarefação

AR

08

B

A propagação dos pulsos de luz é possível no vácuo por se tratar de uma onda eletromagnética. Nenhuma das demais características citadas nas outras alternativas garantiria a propagação das ondas no vácuo.

09

D

Para analisar a questão você deve lembrar-se que a onda na super-fície da água é transversal (tem direção de vibração perpendicular à direção de propagação). Logo, as alternativas A e C não satisfazem essa condição. A seguir lembre-se que a onda não transporta ma-téria. Dessa forma, a onda passa pelo ponto. Observe que um vale está prestes a passar pelo ponto P. Logo, o ponto P está descendo.

10

D

I. ERRADA. As ondas na superfície de um lago são bidimensionais. II. CORRETA.

III. CORRETA.

IV. ERRADA. A onda na corda é mecânica e transversal. A frase não está tratando das ondas sonoras.

BLOCO

03

01

D

Pela figura I com o auxílio da régua dada, conclui-se que a distância entre duas compressões sucessivas é igual a 0,5 m. Pela figura II me-dimos o período (tempo de um ciclo), T = 0,2 s.

02

C

Pelo gráfico T = 2,6 ms = 2,6 ⋅ 10–3 _s.

, 385

f=1_T&f=_{2 6 10}1_$ -3&f, Hz

Pela tabela, a frequência que mais se aproxima do valor calculado é da nota Sol.

03

D

As ondas de UHF e VHF são eletromagnéticas. Dessa forma as duas

apresentam a mesma velocidade de propagação no ar (3 ⋅ 108 _{m/s). O}

atraso deve-se a complexidade do processo de digitalização do sinal.

04

B T_DC = período do dó central = T TDM = período do dó maior = T/2 ? 2 2 V T V T V T T T T T DM DC _DM DC DM DC DM DC DM DC DM DC DM DC

& & &

& $ $ $ m m m _mm _mm _mm m m = = = = = = _ ` a bb bb

05

E / ? 800 15 min km V km h t V _{T T} T h T 200 800 200 4 1 descida

&

&

m m D = = = = = = = = Z [ \ ]] ]]

O tempo decorrido entre o deslocamento do navio do ponto mais alto até o ponto mais baixo imediatamente posterior corresponde à metade do período da onda:

7,5 min tdescida ₂T

&

tdescida 15₂

&

tdescida

D = D = D

06

C Dados:

Distância entre as pessoas = 80 cm = 0,8 m Tempo de 1 ciclo = T = 1s

1 ciclo = 16 pessoas.

A partir da figura dada, conclui-se que a distância entre as 16 pessoas, que corresponde comprimento de onda, será:

15 0,8$ m& 12m

m= m=

Pela equação fundamental da ondulatória, temos: 1

12 _{12 12 3,6}

43,2

V _T V V m s V km h

V km h

& & &

&

$ m

= = = =

= Logo, o valor mais próximo é 45 km/h.

07

B

Para impedir a passagem da onda o tamanho da malha deve ser menor que o menor comprimento de onda. Adimitindo que quanto maior a frequência, menor é o comprimento de onda, temos que

fMÁX= 1200MHz. 3 10 1200 10 0,25 25 V f m cm 8 6 MÍN MÁX MÍN MÍN MÍN & & $ $ $ $ m m m m = = = =

08

B

A velocidade de propagação de uma onda mecânica depende apenas do meio. Logo, como a vibração foi feita no mesmo meio, a velocidade con-tinuará igual a 1 m/s. Pela equação fundamental da ondulatória temos:

1 2 0,5 V=m$f& =m$ &m= m

09

D , t s t T 0 10 < D D = *

A onda em questão é uma onda transversal. Logo, a velocidade de propagação e a velocidade de vibração do ponto são perpendiculares. Como ∆t < T, podemos assumir que o deslocamento da onda é menor que o comprimento de onda.

0,03 0,02 0,01 0 – 0,01 – 0,02 – 0,03 (cm) C Curva A Curva B 1 2 3 4 ∆SO=0,4 m ∆SC=0,02 cm ∆SC=0,02 cm

Cálculo da velocidade de propagação da onda:

, , 4 / V0 _DS_t0

&

V0 _{0 1}0 4

&

V0 m s D = = =

Cálculo da velocidade média do ponto C:

, , _{0,2 /} VC _DS_tC

&

V0 0 02_{0 1}

&

V0 cm s D = = =

10

E cm ciclos s 2 20 5 )40 m = Z [ \ ]] ] Pela figura, λ = 40 cm. Cálculo da frequência: 40 5 0,125 ciclos s f ciclos s f f Hz 5 40 1 ) )

&

$ =

&

= 4 Cálculo da velocidade: 0,4 0,125 0,5 / V=m$f

&

V= $

&

V= m s Cálculo do período: , 8 T=1_f

&

T=_{0 125}1

&

T= s Capítulo

03

Ondas Eletromagnéticas

Oscilações, Ondas,

Óptica e Radiação

Óptica e Radiação

Oscilações, Ondas,

Óptica e Radiação

Oscilações, Ondas,

BLOCO

04

01

E

Os fótons de raios X podem arrancar elétrons das espécies químicas, podendo destruir as células ou provocar mutações. As alterações no material genético da célula podem desencadear a formação de tumores benignos ou malignos (câncer).

02

A

A energia do fóton pode ser obtida pela diferença dos níveis energéticos

da transição do elétron (E_Fóton = E_X – E_Y). Pela equação de Planck, temos:

E h f E E h f f h E E Fóton X Y X Y & & $ $ = - = = -c c m m

03

B

A energia de um fóton, pela equação de Planck, depende apenas da frequência. Como a frequência de uma onda não é alterada em uma mudança de meio, a energia do fóton da luz no vidro e no vácuo são iguais. Logo, a razão entre as energias será igual a 1.

BLOCO

05

01

D

A velocidade do elétron ejetado depende de sua energia cinética. De acordo com a equação de Einstein, para o efeito fotoelétrico, podemos concluir que quanto maior for a frequência da radiação incidente ( f ), maior será a energia cinética do elétron ejetado e consequentemente e maior será a sua velocidade. Lembre-se que luzes de cores diferentes são ondas de frequências diferentes.

02

A

Cada fóton só consegue arrancar um elétron se sua energia for maior que a função trabalho do material. Caso essa condição seja satisfeita, teremos um número maior de fótons que arrancará um número maior de elétrons.

BLOCO

02

01

B

Na leitura do texto, encontramos que os canais altos de VHF (7 a 13) ocupam faixas de frequência superior à do FM comercial.

02

A

As ondas de rádio são eletromagnéticas e na FM comercial, as informações são registradas na onda (modulação) na forma de variações na frequência da onda principal (portadora), daí o nome “frequência modulada”.

BLOCO

04

01

D

Os fótons de ultravioleta são absorvidos promovendo a excitação dos elétrons. Quando os elétrons voltam ao seu estado normal liberam fó-tons de menor energia (menor frequência da onda). Esses fófó-tons menos energéticos são visíveis. No caso da foto apresentada no enunciado, a luminescência permitiu a visão de uma assinatura que desapareceu.

02

C Dados: , / / , , h J s V m s nm m E h f V f f V E h V E E J 6 6 10 3 10 600 600 10 6 6 10 _{600 10}3 10 3 3 10 – – ó ó ó – – ó – F ton F ton F ton F ton 34 8 9 34 9 8 19

&

&

&

&

&

$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ m m m m = = = = = = = = = = Z [ \ ]] ]] 4

03

C

As partículas fluorescentes que se prendem ao tecido absorvem a radiação ultravioleta emitida pelo sol, o que promove a excitação dos elétrons do material fluorescente. Os elétrons ao perderem a excitação liberam fótons luminosos. Logo, além da roupa branca refletir a luz branca, tem a emissão de luz branca pela absorção de ultravioleta.

04

B

As micro-ondas são ondas de mesma natureza que a luz, pois ambas são eletromagnéticas. As frequências das micro-ondas são menores que a frequência das ondas luminosas.

05

C

De acordo com o enunciado, temos:

⇒ quanto menor o comprimento de onda, mais quente é a chama que emite luz;

⇒ luz de cor azulada apresenta menor comprimento de onda que a luz alaranjada.

Assim sendo, comparando as regiões I e II:

Região I: alaranjada ⇒ chama menos quente (menos energia); Região II: azulada ⇒ chama mais quente (mais energia).

06

B

A tabela recomenda o uso de filtro solar para todos os tipos de pele quando exposta a radiação solar.

07

D

As reações de amadurecimento da banana produzem substâncias fluorescentes, que as fazem brilhar na presença de ultravioleta.

08

D

A emissão de luz deve-se transição de elétrons entre níveis energéticos diferentes dos átomos.

09

A Dados: nm nm 629 469 V A m m = =

*

Pela equação c = λ ⋅ f, para c constante, podemos afirmar que quanto maior for o comprimento de onda, menor será a frequência. Logo:

f f

V2 A& V1 A

m m

Pela equação E = h ⋅ f, para h constante, podemos afirmar que quanto menor for a frequência da onda, menor será a energia do fóton cor-respondente. fV1fA&EV1EA

10

C 6,6 10 3 10 / 1,5 10 h J s V m s m – – 34 8 11 $ $ $ $ m = = = Z [ \ ]] ]] / 6,6 10 1,5 10 3 10 _{1,32 10} E h f V f f V E h V E E J ó ó ó – – ó – F ton F ton F ton 34 11 F ton 8 14

&

&

&

&

$ _$ $ $ $ $ $ $ m m m = = = = = = 4 BLOCO

05

01

C

I. Correta. De acordo com a equação de Einstein para o efeito

foto-elétrico (EcMáx = h ⋅ f – W), a energia dos elétrons ejetados (EcMax)

depende na energia do fóton incidente (h ⋅ f) e da função trabalho do material (W) que recebe a radiação. Não depende do tempo. II. Errada. Quando aumentamos o comprimento de onda, diminuímos

a frequência. Dessa forma a energia do fótons incidente será menor (h ⋅ f), resultando numa energia cinética menor.

III. Correta. Para que os elétrons sejam removidos, a energia dos fótons incidentes será maior que a função trabalho do material (h ⋅ f > W).

IV. Errada. A energia do elétron removido é dada por EcMáx = h ⋅ f – W.

02

C 6,63 10 1 1,6 10 , 1,00 10 ? h J s eV J W eV f Hz Ec 2 3 – – á M x 34 19 15 $ $ $ $ = = = = = Z [ \ ] ] ]] ] ] ]

Primeiro, vamos corrigir as unidades. Vamos colocar o W em joule:

, , 2,3 1,6 10 3,68 10 eV J eV W J W W J 1 1 6 10 2 3 –19 _{–19 –19} ) )

&

$ $

&

$ $ _{= =} 4

Pela equação de Einstein para o efeito fotoelétrico, temos:

Ec_Máx = h ⋅ f – W ⇒ Ec_Máx = 6,63 ⋅ 10–34 _{⋅ 1 ⋅ 10}15 _{– 3,68 ⋅ 10}–19 _⇒

⇒ Ec_Máx = 6,63 ⋅ 10–19 _{– 3,68 ⋅ 10}–19 _⇒

⇒ Ec_Máx = (6,63 – 3,68) ⋅ 10–19 _{⇒ Ec}

Máx = 2,95 ⋅ 10–19 J

03

B

Einstein afirmou que cada fóton (ou quantum) fornece sua energia a um elétron e que se essa energia for suficientemente grande (maior que a função trabalho do material da placa) o elétron será ejetado do material energia cinética.

04

B

O efeito fotoelétrico consiste na incidência de radiação eletromagnética sobre uma superfície metálica com o objetivo de retirar elétrons da placa. Dessa forma transforma-se energia luminosa em movimentação de elétrons (energia elétrica).

05

E

Painéis fotovoltaicos são compostos por células fotoelétricas que, por efeito fotoelétrico, convertem energia luminosa em energia elétrica.

06

A

Pela equação do Efeito Fotoelétrico de Einstein (EcMáx = h ⋅ f – W),

para que ocorra o efeito fotoelétrico é necessário que EcMáx > 0. Logo:

– 0

h f W$ >

&

h f W$ >

&

f>W_h .

Pela equação, podemos concluir que a emissão de elétrons depende da frequência da radiação incidente.

07

C

O cloreto de prata é incolor, mas a prata metálica é opaca, barrando a passagem da luz. Quanto mais ultravioleta, mais cloreto de prata é decomposto, liberando mais prata metálica e escurecendo mais a lente.

08

D

O enunciado exige menor impacto ambiental. Já que a incidência solar na região é alta, a melhor forma para obtenção de energia é a fotovoltaica.

09

D

O texto mostra que os protetores absorvem UV, mas como conseguimos nos bronzear, significa que eles só absorvem as UVB. Os infravermelhos não são afetados, pois se os protetores absorvessem essa radiação, não sentiríamos o calor quando os usássemos.

10

E

A energia cinética do elétron ejetado é dada por Ec_Máx = h ⋅ f – W.

A alteração da intensidade luminosa, sem alteração da cor da luz, não varia a frequência da luz (f). A função trabalho (W) depende apenas do material. A partir dessa informações, conclui-se que a alteração da in-tensidade luminosa não altera a energia cinética dos elétrons ejetados.

Capítulo

04

Fenômenos Ondulatórios: Reflexão

Oscilações, Ondas,

Óptica e Radiação

Óptica e Radiação

Oscilações, Ondas,

Óptica e Radiação

Oscilações, Ondas,

BLOCO

06

01

D

Caso a corda tenha a extremidade fixa, teremos uma interação de for-ças entre a corda e a parede (ação e reação), promovendo a inversão de fase da onda.

Caso a corda deslize livremente pela parede não teremos inversão de fase.

02

A S m m t s 2 30 60 6 $ D D = = =

*

10 / V S_t&V 60₆ &V m s D D = = =

03

E

Analisando as alternativas apresentadas, apenas duas mostram situ-ações cabíveis – b e e. Calculando a distância percorrida pela onda, temos: 20 _, 3 V S_t & _{0 15}d &d cm D D = = =

Como a parede está a 2 cm do ponto onde a onda foi iniciada, pode-mos afirmar que a onda refletiu e deslocou 1 cm no sentido oposto.

A B

O

BLOCO

07

01

A

A bandeira será iluminada com luz monocromática amarela. Logo: • A parte I é branca. A superfície branca reflete todas as cores. Logo,

a luz amarela incidente será refletida e essa parte será vista na cor amarela.

• A parte II é azul. A superfície azul absorve a luz amarela. Logo, o olho do observador não receberá luz dessa parte e veremos essa parte na cor preta (ausência de luz).

• A parte III é amarela. A superfície amarela reflete a luz amarela. Logo, essa parte será vista na cor amarela.

• A parte IV é verde. A superfície verde absorve a luz amarela. Logo, o olho do observador não receberá luz dessa parte e verá essa parte na cor preta (ausência de luz).

02

A

A partir do texto, podemos concluir que a camiseta é verde. Quando esta camiseta é iluminada com luz azul, esta luz será absorvida. Logo, o olho do observador não receberá luz e verá essa parte na cor preta. Ainda pelo enunciado, podemos concluir que a palavra PUC PR é azul. Quando a palavra é iluminada com luz azul, esta luz será refletida. Logo, o olho do observador verá essa parte na cor azul.

03

A

Para a resolução dessa questão, devemos lembrar que o ângulo de incidência deve ser medido em relação à normal e que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

30º 30º 60º 30º 60º 60º E1 E2 α=30o BLOCO

06

01

C

Quando a crista chega à parede, como a corda está fixa, a crista puxa a parede para cima (ação). A parede não se desloca devido a sua grande inércia. A parede, então reage (reação), puxando a corda para baixo. Como a inércia da corda é pequena, esta aceita se puxada para baixo, fazendo a crista se transformar em um vale.

02

C Dados: / , ? ? V m s f Hz t s d 1500 50000 0 2 ECO m = = = = = Z [ \ ] ] ]] ] ] ] , V f m cm 1500 50000 0 03 3 & & & $ $ m m m m = = = =

Para o cálculo da distância entre o cardume e o navio (d), você deve observar que no tempo de 0,2 s a onda vai ao cardume e volta ao sonar. Logo, a distância percorrida pela onda nesse intervalo de tempo é duas vezes a distância d. Assim:

1500 _, 150 V _tS& 2_{0 2}$d&d m D D = = =

03

B

I. Repetição do som → eco;

II. Prolongamento do som → reverberação; III. Aumento da intensidade do som → reforço.

04

D

Como se trata de eco, a onda sonora percorre duas vezes a distância (D) a ser determinada no intervalo de tempo (∆t) entre a emissão e a recepção. Sendo V a velocidade de propagação do som no tecido, vem:

. V S_t

&

V 2$_tD

&

D V₂$ t D D D D = = =

Portanto, as variáveis envolvidas na determinação de distâncias com a técnica da ultrassonografia são a velocidade de propagação e o tempo.

05

A

Para minimizar o problema devemos minimizar a reflexão do som. O revestimento das paredes com lã promove uma absorção do som, diminuindo a reflexão.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

24

FÍSICA – Volume 01

FÍSICA III

06

D ? 20 50 5 P profundidade f Hz m tECO s m = = = = = Z [ \ ] ]] ] ]] 50 20 1000 1000 2₅ 2500 V f V V m_s V _TS P P m & & & & $ $ $ m D D = = = = = =

07

B , / 15 10 35 10 V cm s t s t s 1 5 10 – – ECO ECO 5 1 6 2 6 $ $ $ = = = Z [ \ ]] ]] Pulso emitido Pulsos refletidos 5x10-6_s 15x10-6_s 35x10-6_s Transdutor t2 t1 Carótida Carótida Pele

Tempo para onda chegar na parede superior da carótida:

7,5 10 t 15 10₂ t s – – l 6 1 6

&

$ $ = =

Tempo para onda chegar na parede inferior da carótida:

17,5 10 t 35 10₂ – t – s 2 6 2 6

&

$ $ = =

Tempo gasto pela onda para atravessar a carótida:

∆t = t₂ – t1 = 17,5 ⋅ 10–6 – 7,5 ⋅ 10–6 ⇒ ∆t = 10 ⋅ 10–6 s 1,5 10 _{10 10} 1,5 V _DS_t

&

$ 5 D_$ –6

&

D cm D = = =

08

C

A concha acústica tem como objetivo redirecionar o som, que se espalharia em todas as direções, para o público através da reflexão.

09

D

Para começar a análise dessa questão você deve observar que a ques-tão não contextualiza o local aonde ocorreu o relâmpago. Logo, não podemos falar de reflexões em objetos. O que de fato ocorre é que um relâmpago tem quilômetros de extensão, logo, em toda a sua extensão ocorre a expansão do ar e a produção do som. Dessa forma temos uma fonte sonora extensa e recebemos sons de diferentes partes em momentos diferentes.

10

D

A extremidade rígida faz com que o pulso sofra inversão de fase. A parte reta reflete primeiro. Logo, essa parte volta na frente, mas com inversão. Observe a figura a seguir:

v

BLOCO

07

01

A

Para que Dirceu veja Marília, a luz que sai da lâmpada deve incidir em Marília e a seguir os raios refletidos por Marília de-vem chegar aos olhos de Dirceu. Observe a figura a seguir:

02

C

I. ERRADA – Um objeto branco, iluminado com luz verde, reflete a luz verde.

II. CORRETA – Lembre-se que a luz branca é a superposição de todas as cores. Logo, o corpo vermelho reflete a luz vermelha e absorve as demais cores.

III. CORRETA.

IV. ERRADA – Um objeto transparente azul, quando iluminado com luz branca, reflete e refrata a luz azul, absorvendo as demais cores.

03

C

A cor que vemos é refletida pelas folhas, portanto não é usada para fotossíntese.

04

D

Na retina humana há os cones, sensíveis à frequência e responsáveis pelo processamento da cor e os bastonetes, sensíveis à intensidade e, por isso, responsáveis pelo processamento de forma, luz e sombra, contraste. Sem as informações dos cones, a imagem é vista em tons de cinza, indo do branco até o preto total.

05

A

Devemos lembrar que o ângulo de incidência deve ser igual ao de reflexão; o desenho correto deve obedecer a esta lei.

06

E

As cores são claras, pois quando a luz incide sobre essas cores há predomínio da reflexão da luz.

07

D

Os equipamentos de filmagem e de ultrassom dependem das ondas refletidas pelos diferentes materiais. Como a reflexão da luz nos mate-riais analisados é distinta da reflexão de som nestes mesmos matemate-riais os equipamentos poderão dar informações complementares.

08

D

O lado de fora, por estar mais iluminado, reflete mais luz e ofusca a imagem que vem de dentro do ambiente, por isso só vemos reflexo do lado de fora. Do lado de dentro, há menos luz para se refletida e o reflexo fica ofuscado pela luz intensa que vem de fora, possibilitando vermos o que está fora.

09

B

A cor de um objeto é a cor (frequência) da luz que ele mais reflete. As demais são radiações absorvidas.

10

E Observe a figura: α α θ θ β β D A B 90o _{– θ} 90o _{– β} C E₂ E1 50o Marília Dirceu

Pelo triângulo BCD, temos: 2 2 180 2 180 180 2 I o o o & & $ $ $ $ a i b a i b a i b + + = + + = = - + c c c m m m

Pelo triângulo ABC, temos:

50 90 90 180 50 II o o o o o & i b i b + - + - = + = c m Substituindo II em I, temos: 180o 2 50_{$ &} 80o a= - c m a=

01

C

Pelo gráfico observamos, como a altura da nova cidade é menor, o

novo g será maior. Pela equação dada

_f

T=2$r$ _gL

_p

, um g maior,

faz com que o novo período seja menor. Dessa forma concluímos que o pêndulo demora menos para fazer um ciclo e sendo assim, o relógio adianta. Para compensar o aumento do g, devemos variar o L na mesma proporção de g, para que a razão L/g fique constante. Como o g fica maior, devemos aumentar o valor de L.

02

B

As antenas captam as ondas de rádio e transformam a energia trans-portada pela onda eletromagnética em energia elétrica.

03

A

1. "Eu sou a mosca que pousou em sua sopa". Para a mosca pousar na sopa, é necessário que ela não afunde. Para isso ocorrer, as moléculas de água da sopa deve ter uma ligação entre elas (tensão superficial), alternativa d.

2. "Eu sou a mosca no seu quarto a zum-zum-zumbizar". O voo da mosca gera ondas sonoras (mecânicas). “Zum-zumzumbizar” está associado com a propagação destas ondas, alternativa a. 3. "Água mole em pedra dura tanto bate até que fura". Escoamento

de um fluido devido à ação do campo gravitacional, alternativa c. 4. "Olha do outro lado agora eu tô sempre junto de você". Associação

do olho humano com um instrumento óptico, alternativa b.

04

B

Como as ondas por Daniel são produzidas no mesmo local, podemos concluir que as condições de propagação das duas ondas são idênticas. Sendo assim, temos:

V1 = V2

Cada vez que a varinha toca na água teremos a formação de um ciclo. Sendo assim:

1 ciclo ⇒ 5 segundos ⇒ T₁ = 5s

1 ciclo ⇒ 3 segundos ⇒ T2 = 3s

T2 < T1

Sendo a frequência o inverso do período ff=1_Tp, temos:

f2 > f1

A partir da condição V₁ = V₂ e pela equação V =

T m temos: T1 T T T 1 2 2 2 1 2 1 & 1 & 1 m m m m =

05

D Frequência aumenta '

A frequência de queda das gotas aumenta, fazendo com que a frequência da onda na superfície da água aumente. Não existe nenhu-ma alteração do meio (a profundidade da água não muda rapidamen-te). Logo, a velocidade de propagação da onda (v) não se altera. Sendo assim, com base no que foi dito e pela equação V = λ ⋅ f, podemos concluir que o comprimento de onda (λ = d) diminui.

06

C

Do gráfico, concluímos que o tempo entre dois picos consecutivos

(período) é T = 10−16_s.

Como a frequência é o inverso do período, temos: 1

10

1 ₁₀

f=_T&f= -16&f= 16Hz

Pela tabela, f = 1016 _{Hz corresponde à radiação ultravioleta.}

07

C

Existem dois tipos de protetor solar. O protetor físico reflete a radia-ção para que nossa pela não a absorva. O protetor químico absorve a radiação para que nossa pela não a absorva.

08

E

A alternativa incorreta é a E, pois se aumentarmos a função trabalho do material que constitui a placa, o elétron perde mais energia aos se desligar do material, saindo com menor energia.

09

E

Para que possamos observar as partículas de poeira no ar, a luz deve ser refletida pelas partículas. Como as partículas não são uniformes, a reflexão será difusa, promovendo o espalhamento da luz.

10

B

A única figura que mostra o raio refletido obedecendo à lei da reflexão (i = r ) é a da alternativa B. Observe também que para existir a forma-ção de imagem a luz deve refletir apenas nas superfícies espelhadas.