Considerando os princípios da óptica geométrica, julgue cada proposição a seguir como verdadeira ou falsa.
I. Na reflexão é possível afirmar que o raio incidente, raio refletido e a reta normal são coplanares.
II. O valor do índice de refração de um líquido, que foi incidido por um feixe de luz que passa do vácuo (meio 1), onde sua velocidade é $3\cdot10^8\text{ m/s}$, para este líquido (meio 2) de velocidade $2{,}4\cdot10^8\text{ m/s}$ é igual $1{,}25\text{ m/s}$.
III. Ao colocar um objeto real, de forma perpendicular ao eixo principal de uma lente convergente de distância focal 30 cm, é possível afirmar que sua imagem será à direita, duas vezes maior que o objeto e a distância entre objeto e imagem será igual a 15 cm.
Assinale a alternativa correta:
I. ✓ Na reflexão, o raio incidente, o raio refletido e a normal à superfície no ponto de incidência pertencem ao mesmo plano.
II. ✗ O índice de refração é $n=c/v=3\cdot10^8/(2{,}4\cdot10^8)=1{,}25$, mas é uma grandeza adimensional. Portanto, a afirmação $1{,}25\text{ m/s}$ está incorreta.
III. ✗ Além de não ser informada a distância do objeto à lente, a afirmação é incompatível com os dados fornecidos. Para uma lente convergente com $f=30\text{ cm}$, não se pode determinar essas características da imagem apenas a partir da distância focal.
Logo, somente a proposição I é verdadeira — alternativa B.
Ao amortecer o deslocamento de determinada caixa, uma mola de constante elástica $K=100\text{ N/m}$ sofre deformação de 20 cm. Sabendo-se que o sistema está na horizontal e que a velocidade da caixa ao atingir a mola é de 1 m/s, é possível afirmar que a massa da caixa é igual a:
Admitindo ausência de dissipação durante a compressão, a energia cinética da caixa transforma-se em energia potencial elástica:
$\dfrac12mv^2=\dfrac12Kx^2$.
Com $v=1\text{ m/s}$, $K=100\text{ N/m}$ e $x=0{,}20\text{ m}$:
$m=\dfrac{Kx^2}{v^2}=100(0{,}20)^2=4\text{ kg}$.
Portanto, alternativa A.
Uma balsa utilizada para realizar a travessia dos veículos no Rio Tocantins, na cidade Porto Nacional, está em repouso e atracada em sua base. Sabe-se que a balsa possui massa 15 vezes maior que a massa de uma camioneta. Se a camioneta estiver sem freio, com velocidade de 80 km/h, é possível afirmar que a velocidade no deslocamento da balsa com o impacto após o choque com a camioneta será igual a:
O enunciado pressupõe um choque perfeitamente inelástico, em que camioneta e balsa passam a se deslocar juntas. Seja $m$ a massa da camioneta; então a balsa tem massa $15m$.
Pela conservação do momento linear:
$m\cdot80=(m+15m)v$.
$v=\dfrac{80}{16}=5\text{ km/h}$.
Portanto, alternativa B.
Durante a aula de Física sobre dilatação dos sólidos, o professor Rafael solicita a Pedro, um de seus alunos, que apresente quatro possibilidades que podem acontecer quando uma lâmina bimetálica sofre variação de temperatura. Pedro, então, apresenta as seguintes proposições:
I. Ao ser aquecida, a lâmina curvará para o lado do metal de maior coeficiente.
II. Seja aquecida ou resfriada, a lâmina sempre se curvará para o lado do metal de menor coeficiente de dilatação.
III. Ao sofrer variação de temperatura, os coeficientes de dilatação dos metais que compõem a lâmina não se alteram.
IV. Mesmo com os coeficientes distintos, as barras apresentam o mesmo tamanho final, pois possuem o mesmo comprimento inicial.
Das proposições apresentadas por Pedro, é correto:
I. ✗ No aquecimento, o metal de maior coeficiente tende a dilatar mais e fica na face externa da curvatura; a lâmina se curva para o lado do metal de menor coeficiente.
II. ✗ No resfriamento, ocorre o comportamento inverso: o metal de maior coeficiente sofre maior contração, e a curvatura se dá para o seu lado.
III. ✓ No modelo usual de dilatação térmica adotado nesse nível, cada coeficiente de dilatação é tratado como constante no intervalo de temperatura considerado.
IV. ✗ Se estivessem livres, metais com coeficientes distintos sofreriam variações de comprimento diferentes. A igualdade de comprimento inicial não implica igualdade de comprimento final.
Logo, somente a proposição III é verdadeira — alternativa B.
De acordo com o circuito em que o Galvanômetro representado na ponte AC indica zero, julgue as proposições a seguir, como verdadeiras ou falsas. Sabe-se que $R_1=6\Omega$, $R_2=9\Omega$ e $R_4=2\Omega$.
I. A tenção $U_{CB}=U_{DB}$.
II. O valor da resistência do resistor $R_3=3\Omega$.
III. A intensidade da corrente que passa pelo ramo AC é igual a 2 A.
IV. A ddp entre os pontos C e D é 15 V.
É correto o que se afirma em:
Como o galvanômetro indica corrente nula, a ponte está equilibrada. Portanto, os pontos C e D estão no mesmo potencial: $U_C=U_D$.
I. ✓ Como $U_C=U_D$, segue que $U_{CB}=U_{DB}$.
II. ✓ Para a ponte de Wheatstone em equilíbrio, $\dfrac{R_1}{R_2}=\dfrac{R_4}{R_3}$. Assim, $\dfrac{6}{9}=\dfrac{2}{R_3}$, de onde $R_3=3\Omega$.
III. ✓ No ramo ACB, $R_1$ e $R_2$ estão em série: $R_{ACB}=6+9=15\Omega$. Como a ddp entre A e B é 30 V, $I=30/15=2\text{ A}$.
IV. ✗ Como C e D são equipotenciais, $U_{CD}=0$, e não 15 V.
Logo, I, II e III são verdadeiras — alternativa E.