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Exercícios sobre o princípio de propagação retilínea da luz

Para resolver estes exercícios sobre o princípio de propagação retilínea da luz, são necessários conhecimentos sobre os princípios da Óptica geométrica e da câmara escura.

Questão 1

(FEI) Uma câmara escura de orifício fornece a imagem de um prédio, o qual se apresenta com altura de 5 cm. Aumentando-se de 100m a distância do prédio à câmara, a imagem reduz-se para 4 cm de altura. Qual é a distância entre o prédio e a câmara, na primeira posição?

a) 100 m

b) 200 m

c) 300 m

d) 400 m

e) 500 m

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Questão 2

Um pesquisador precisava medir a altura de um prédio de vinte andares, porém ele não possuía o instrumento de medida necessário para realizar essa medição. Conhecendo o princípio da propagação retilínea da luz, ele utilizou uma haste de madeira de 1 m de altura e, em seguida, mediu a sombra projetada pela haste, que foi de 20 cm, e a sombra projetada pelo prédio, que foi de 12 m.

Calcule a altura do prédio de acordo com esses dados encontrados pelo pesquisador.

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Questão 3

Um objeto de 8,0 m de altura é colocado na frente de uma câmara escura de orifício a uma distância de 3,0 m. Sabendo que a câmara possui 25 cm de profundidade, calcule o tamanho da imagem formada.

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Questão 4

(Unitau) Dois raios de luz, que se propagam em um meio homogêneo e transparente, interceptam-se em certo ponto. A partir desse ponto, pode-se afirmar que:

a) os raios luminosos cancelam-se.

b) mudam a direção de propagação.

c) continuam propagando-se na mesma direção e sentindo que antes.

d) propagam-se em trajetórias curvas.

e) retornam em sentidos opostos.

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Respostas

Resposta Questão 1

Dados:

i = 5 cm
O = 4 cm
DI = x + 100
Do = 100

Utilizamos a equação:

DI =
Do  O

x + 100 = 5
     x          4

4 (x + 100) = 5x
4x + 400 = 5x
5x – 4x = 400
x = 400

Resposta: Alternativa D

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Resposta Questão 2

Dados:

o = ?
i = 12 m
p = 1 m
p' = 20 cm = 0,2 m

Utilizamos a expressão:

_i_ = p'
 o      p

Substituindo os dados, temos:

12 = 0,2
 o      1

o = 12
     0,2

o = 60 m

A altura do prédio é 60 m.

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Resposta Questão 3

 Dados:

o = 8,0 m
p = 3,0 m
p' = 25 cm = 0,25 m
i = ?

Utilizamos a expressão:

_i_ = p'
 o     p

Substituindo os dados, temos:

_i_ = 0,25
 8        3

3 i = 8 . 0,25
i = 2
     3

i = 0,67 m

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Resposta Questão 4

A alternativa correta é a opção C. Quando dois raios de luz propagam-se em um meio homogêneo e transparente, eles continuam propagando-se na mesma direção e sentido. Isso ocorre graças ao princípio da independência dos raios luminosos, que afirma que os raios de luz são independentes ao interceptarem-se, pois cada um deles mantém sua trajetória como se os demais não existissem.

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