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Exercícios sobre dioptros planos

Exercícios de Física

Esta é uma lista de exercícios que trata de sistemas refratores chamados de dioptros planos. Publicado por: Rafael Helerbrock
questão 1

(UFMG) Qual a alternativa que melhor explica por que a profundidade aparente de uma piscina é menor do que a real?

a) A luz refletida na superfície da água é perturbada pela luz refletida pelo fundo da piscina;

b) A luz refletida pela superfície da água sofre refração no ar;

c) A luz refletida pelo fundo da piscina sofre reflexão total na superfície da água;

d) A luz refletida pelo fundo da piscina sofre refração ao passar da água para o ar;

e) A luz é refratada ao passar do ar para a água.

questão 2

(UFG) Um ponto luminoso encontra-se imerso na água em uma piscina totalmente limpa, quando visto por um observador que esteja fora da piscina (no ar) e que olha com uma inclinação de 45º em relação ao eixo normal da superfície da água. É CORRETO afirmar que:

a) o ponto luminoso parecerá mais afastado da superfície da água do que realmente está;

b) o ponto luminoso parecerá mais próximo da superfície da água do que realmente está;

c) o fato de a luz estar mudando de meio não interfere na percepção visual do observador;

d) a luz não irá conseguir passar da água para o ar;

e) o ponto luminoso não será percebido pelo observador.

questão 3

Um estudante de Física avista um peixe dentro da água e faz as seguintes afirmações relacionadas à imagem que observa:

I – A imagem do peixe vista por fora d'água é uma imagem virtual, pois é formada pelo prolongamento dos raios de luz;

II – Por causa da refração da luz proveniente do meio líquido, o peixe parece estar em uma profundidade maior;

III – Os raios de luz que emanam do peixe e propagam-se em direção perpendicular à interface da água sofrerão refração, mas sua direção de propagação não será alterada.

Estão corretas:

a) I e II

b) somente II

c) II e III

d) somente I

e) I e III

questão 4

Um pescador deixa cair uma lanterna acesa em um lago a 10.0 m de profundidade. No fundo do lago, a lanterna emite um feixe luminoso, formando um pequeno ângulo com a vertical. Considere o índice de refração da água como 1,33 e determine a profundidade aparente (h) vista pelo pescador.

a) 2,5 m

b) 5,0 m

c) 7,5 m

d) 8,0 m

e) 9,0 m

respostas
Questão 1

Letra D

Quando a luz refletida pelo fundo da piscina volta a emergir à superfície, ela sofre refração novamente. Como o índice de refração do ar é menor que o da água, a luz propaga-se com maior velocidade nesse meio, afastando-se da reta normal à superfície. Isso causa a impressão de que o fundo da piscina está mais perto.

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Questão 2

Letra B

Como a luz que é observada sai de um meio com maior índice de refração (água) para um índice com menor índice de refração (ar), a refração dos raios de luz fará com que o objeto pareça estar mais próximo da superfície da água.

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Questão 3

Letra E

I – Verdadeiro. De fato a imagem vista do peixe é virtual, pois é direita e formada pelo prolongamento dos raios de luz refratados;

II – Falso. A percepção é de que o peixe está mais próximo da superfície da água, pois os raios de luz saem do meio de maior índice de refração para um meio com menor índice de refração, logo, esses raios de luz afastam-se da reta normal, dando a ilusão de o peixe estar mais próximo da superfície e não o contrário, como afirmou o estudante;

III – Verdadeiro. A velocidade dos raios de luz mudará ao sair de dentro da água para o ar, mas como a direção do feixe é perpendicular à superfície, a direção de propagação não sofrerá qualquer desvio lateral.

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Questão 4

Letra C

A relação usada para os dioptros planos nos diz que:

Tomando os dados fornecidos pelo enunciado do exercício:

Fazendo a divisão do lado esquerdo da equação. temos que:

Por fim, a multiplicação cruzada dos termos fornece um valor de aproximadamente 7,5 m:

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