Física Óptica e Ondas

Atividade I – Física óptica e ondas -

 

1) A figura representa um raio luminoso incidido sobre um espelho plano A e, em seguida, refletido pelo espelho plano B. Determine o ângulo 𝜃 do raio refletido com a direção perpendicular ao espelho B.  

Resposta.

O ângulo de incidência do raio luminoso ao plano A é 20º, e seu ângulo de reflexão também forma 20º, formando então, 70º em relação ao espelho A.

 Sabendo que o raio luminoso incidente no plano B forma um ângulo de 20º em relação ao espelho B e sabendo que os ângulos de incidência e reflexão são simétricos e opostos pelo vértice, encontamos:(20º - 90º) = 70º, portanto o ângulo teta  do raio refletido com a direção perpendicular ao espelho B é o teta= 70º

 

 

2) No esquema a seguir, fora de escala, o observador deseja visar a imagem da árvore por meio do espelho plano AB deitado no solo. Qual deve ser o menor comprimento x do espelho para que o observador veja a imagem completa da árvore, isto é, do topo até o pé?

Resposta.

Todo objeto projeta uma imagem simétrica (espelho plano).

Pensando no solo como um eixo, podemos identificar dois triângulos  opostos pelo vértice.

Portanto, usando a semelhança entre os triângulos, observamos que 4-x está para x, assim como 2 está para 6. De forma algébrica, temos:

Enfim, o espelho deverá ter no mínimo 3 metros.

 

3) Um observador e um espelho estão posicionados um em frente ao outro. Sabendo que o observador caminha no sentido do espelho com velocidade de 10 m/s e o espelho também se aproxima do observador com velocidade de 2 m/s. Determine:

(a) A velocidade da imagem em relação à terra.

(b) A velocidade do objeto em relação ao espelho.

 (c) A velocidade do objeto em relação à imagem.

(d) A velocidade da imagem em relação ao espelho.

Resposta.

À partir do estudo de velocidade média, temos que observador e espelho encontram-se em lados opostos, portanto, somam-se as velocidades. Porém, temos uma situação para cada caso.

 a) Vrel = Vo + Ve

 Vrel= 10 + 2 = 12

Vim = 2 * Vrel

Vim= 24

Vim - Ves = 24 - 2

Velocidade da imagem em relação à terra = 22 m/s

b) Voe = Vo + Ve

Voe = 10 + 2 = 12

Velocidade do objeto em relação ao espelho = 12 m/s

c) Voi = 2 * Voe  

Voi = 24  

Velocidade do objeto em relação à imagem = 24 m/s

d) Vim.es = Vim - Ves

 Vim.es = 24 - 2

Vim.es = 22

Velocidade da imagem em relação ao espelho = 22 m/s

4) Dado um espelho esférico côncavo de distância focal 12 cm, pergunta-se a que distância deve-se posicionar um observador para que ele possa ver nitidamente a imagem direita de seu olho, sabendo-se que a distância entre ele e sua imagem é de 32 cm?  

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