Espelho Esférico

Consideramos espelhos esféricos  toda calota com faces polida que tenha alto pode de reflexão.

Elementos geométricos dos espelhos esféricos

Condições de nitidez de Gauss

—  O espelho deve ter pequeno ângulo de abertura (α < 10°).

—  Os raios de luz incidentes devem ser próximos  e pouco inclinados em relação ao eixo principal.

Formação da imagem no espelho Côncavo

1º Objeto real antes do centro da curvatura, forma uma imagem real, invertida e menor em relação ao objeto.

2º Objeto posicionado no centro da curvatura, a imagem é real, invertida e igual ao objeto.

3º Objeto posicionado entre  o centro e o foco principal da curvatura, a imagem é real, invertida e maior

4º Objeto posicionado sobre o foco do espelho, a imagem é a imagem é imprópria, pois se forma muito distante do espelho.

5º Objeto posicionado entre o foco principal e o vértice, a imagem é virtual, direta e maior.

Formação da imagem no espelho convexo

Nos espelhos convexos independente da distância entre  o objeto e o espelho a imagem sempre será virtual, direta e menor e localizada entre o vértice e o foco.

Exercícios

1- (UFES) Um objeto está sobre o eixo de um espelho esférico côncavo. A distância entre o objeto e o espelho é maior que o raio de

curvatura do espelho. A imagem do objeto é:

a) real, não invertida, menor que o objeto;

b) real, invertida, maior que o objeto;

c) real, invertida, menor que o objeto;

d) virtual, não invertida, maior que o objeto;

e) virtual, invertida, menor que o objeto.

2- (PUC) Em um farol de automóvel tem-se um refletor constituído por um espelho esférico e um filamento de pequenas dimensões

que pode emitir luz. O farol funciona bem quando o espelho é:

a) côncavo e o filamento está no centro do espelho;

b) côncavo e o filamento está no foco do espelho;

c) convexo e o filamento está no centro do espelho;

d) convexo e o filamento está no foco do espelho;

e) convexo e o filamento está no ponto médio entre o foco e o centro do espelho.

3- (UNIFESP-SP) Considere as situações seguintes.

I. Você vê a imagem ampliada do seu rosto, conjugada por um espelho esférico.

II. Um motorista vê a imagem reduzida de um carro atrás do seu, conjugada pelo espelho retrovisor direito.

III. Uma aluna projeta, por meio de uma lente, a imagem do lustre do teto da sala de aula sobre o tampo da sua carteira.

A respeito dessas imagens, em relação aos dispositivos ópticos referidos, pode-se afirmar que

a) as três são virtuais.

b) I e II são virtuais; III é real.

c) I é virtual; II e III são reais.

d) I é real; II e III são virtuais.

e) as três são reais.

4- (UNIFESP-SP) Suponha que você é estagiário de uma estação de televisão e deve providenciar um espelho que amplie a imagem

do rosto dos artistas para que eles próprios possam retocar a maquilagem.

O toucador limita a aproximação do rosto do artista ao espelho a, no máximo, 15 cm. Dos espelhos a seguir, o único indicado para

essa finalidade seria um espelho esférico

a) côncavo, de raio de curvatura 5,0 cm.

b) convexo, de raio de curvatura 10 cm.

c) convexo, de raio de curvatura 15 cm.

d) convexo, de raio de curvatura 20 cm.

e) côncavo, de raio de curvatura 40 cm.

5- (PUC-PR) Considere as figuras que representam uma vela colocada em frente a vários tipos de espelhos.

A imagem da vela formada pelo espelho será virtual em:

a) I, IV e V .

b) II e III.

c) I e II

d) somente V.

e) somente IV e V.

Gabarito

1- C/  2- B/  3-B/ 4-E / 5- A

Espelhos planos

Espelhos planos

Introdução

O ramo da física que trabalha com os espelhos planos  é a óptica. Para os espelhos planos , temos:

—  O objeto e sua imagem são simétricos em relação ao espelho;

—  Ponto objeto real: intersecção efetiva dos raios de luz;

—  Ponto imagem virtual: Intersecção dos prolongamentos dos raios de luz;

—  O objeto e a respectiva imagem têm  naturezas contrárias.

Campo visual de um espelho plano 

O campos visual é a região do espaço que pode ser vista por um observador pela reflexão da luz num espelho plano.

  O campo visual depende de um espelho depende do tamanho do espelho, além da posição ocupada pelo observado em relação ao espelho.

Translação do espelho plano

Quando nos afastamos ou nos aproximamos de um espelho plano temos a impressão nossa imagem se aproxima bem mais rápido, isso se deve ao fato de nossa imagem realizar o mesmo movimento que realizamos. Logo se chamarmos Vo a velocidade do objeto e Vi a velocidade da imagem, temos:

Vi = 2Vo

Devido a imagem ser simétrica ao objeto a distância do objeto para a imagem e o dobro da distância do objeto para o espelho, logo:

D= 2d

Associação de espelhos planos

Uma associação de espelhos é quando a luz refletida por um espelho plano atinge a superfície refletora de outro espelho próximo,  formando varias imagem do mesmo objeto.

  Em alguns casos é possível calcular o número N de imagens  formadas numa associação de dois espelhos pela fórmula:

N = (360°/α) - 1

Exercícios

1- Um espelho plano reflete a imagem de um objeto situado a 20 cm do espelho. Deslocando-se o espelho 30 cm numa direção normal ao seu próprio plano, que distância vai separar a antiga e a nova imagem?

r-60 cm

2- Uma pessoa que estava encostada em um espelho plano vertical começa a se afastar de com velocidade de 1,5m/s. Após 10 s, qual a distância:

a)Entre a pessoa e o espelho?

r- 15m

b)Entre a pessoa e sua imagem?

r- 30m

3- Um motorista dirige um carro com velocidade 50 km/h, afastando-se de um poste. Pergunte-se:

a)Qual a velocidade  com que a imagem do poste , conjugada pelo espelho retrovisor plano e fixo no carro, desloca-se em relação a um observador encostado nesse poste?

r- 100 km/h

b)Qual a velocidade com que o motorista vê a imagem do poste afastar-se?

r - 50 km / h

4- Um espelho plano fornece uma imagem de certo objeto situado a uma distância igual a 30 cm do espelho.

Deslocando o espelho 10 cm e afastando-o do objeto com velocidade de 5cm/s, determine:

a)A distância entre a antiga e a nova imagem;

r- 20 cm

b)A velocidade da imagem em relação ao objeto;

r- 10 cm/s

5- Um objeto é colocado entre dois espelhos que forma entre si um ângulo de 45°. Calcule o número

de imagens obtidas e a posição que o objeto deverá ocupar para se obter esse número de imagens.

r - 7 imagens

6- Tira-se uma foto de um casal entre dois espelhos  planos  verticais que formam um ângulo α entre si. Se

nessa foto aparecem 16 indivíduos, qual a medida do ângulo α?

r- 45°

Lista de Exercício sobre Força magnética

  1-    O princípio de funcionamento dos motores elétricos, está baseado em qual ramo de estudo da física?

a)      Eletromagnetismo

b)      Eletrodinâmica

c)       Eletricidade

d)      Mecânica

e)      Termodinâmica

22-      Os motores elétricos são dispositivos muito utilizados atualmente, temos como exemplo os motores utilizados em ventiladores, liquidificadores e etc. Com relação aos motores podemos dizer que são desenvolvidos para transformar maior parte da  energia elétrica em:

a)      Energia magnética

b)      Energia Mecânica

c)       Energia Sonora

d)      Fluxo magnético

e)      Energia elétrica

33-      (UEMT – LONDRINA) A respeito do fluxo de indução, concatenado com um condutor elétrico, podemos afirmar que a força eletromotriz induzida:

a) será nula quando o fluxo for constante;

b) será nula quando a variação do fluxo em função de tempo for linear;

c) produz uma corrente que reforça a variação do fluxo;

d) produz uma corrente permanente que se opõe à variação do fluxo, mesmo quando o circuito estiver aberto;

e) produzirá corrente elétrica somente quando o circuito estiver em movimento.

44-      (UFMG) A corrente elétrica induzida em uma espira circular será:

a) nula, quando o fluxo magnético que atravessa a espira for constante;

b) inversamente proporcional à variação do fluxo magnético com o tempo;

c) no mesmo sentido da variação do fluxo magnético;

d) tanto maior quanto maior for a resistência da espira;

e) sempre a mesma, qualquer que seja a resistência da espira.

55-      A força magnética máxima acontece quando uma carga elétrica, em movimento em relação ao campo, interage com ele de forma:

a)      Paralela ao campo magnético

b)      Perpendicular ao campo magnético

c)       Paralelo a velocidade

d)      Inclinado ao campo magnético

e)      Não pode-se concluir na

6 

76-      Analise as afirmativas abaixo e verifique se são verdadeira ou falsa

I – Independentemente de como a carga atravesse o campo magnético sempre existirá uma força magnética.

II – Uma carga elétrica ao atravessar perpendicularmente um campo magnético tem força magnética máxima.

III – Quanto mais rápido a carga atravessar o campo menor será a força magnética que atua sobre a mesma.

a)      V V F

b)      F V V

c)       F V F

d)      V F V

e)      F F V

87-      Uma carga elétrica de 4 µC, com velocidade de 100 m/s,  atravessa paralelamente as linhas de um campo magnético de intensidade 0,8 T, qual a intensidade da força magnética em Newton?

a)      3,2

b)      32

c)       0,32

d)      0,032

e)      Nula

98-      Uma carga elétrica de 5 C e velocidade de 10 m/s atravessa um campo magnético de 8T formando um ângulo de 30° graus com as linhas de campo, qual a força magnética sobre a carga em Newtons?

a)      200

b)      400

c)       12000

d)      100

e)      300

19-   Um condutor elétrico de 5 m é atravessado por uma corrente elétrica 2 A, perpendicularmente a esse condutor passa um campo magnético de intensidade de 5T, qual a força magnética em Newton que age sobre o condutor?

a)      0

b)      12

c)       10

d)      50

e)      25

 Gabarito

1-A; 2-B; 3-A; 4-A; 5-B; 6-C; 7-E; 8-A e 9-D

Indução Eletromagnética

Indução eletromagnética e Fluxo magnético

         A Indução eletromagnética é o surgimento de uma corrente elétrica provocado pela variação do fluxo magnético.

         Fluxo que pode ser calculado pelo produto do campo magnético e a área que da superfície atravessada pelo fluxo.

Equação do fluxo magnético

O fluxo magnético pode ser calculado pela formula:

Ф = BA. Cos α

Onde:

B é a intensidade do campo magnético

A é a área da superfície plana

α é o ângulo formado pela normal da superfície e as linhas de campo

No sistema internacional SI, a unidade de fluxo magnético é dado por T. m² ou Weber (Wb).

Força eletromotriz (FEM)

A variação do fluxo magnético ∆ф gera uma força eletromotriz. Logo podemos calcular a fem ԑ:

ԑ = - ∆ф/∆t

No caso da variação do fluxo magnético em uma bobina de N espiras é dado pela expressão:

ԑ = -N. ∆ф /∆t

  Weber/Segundo=  Joule/Coulomb=Volt

01-(FATEC-SP) Em qualquer tempo da história da Física, cientistas buscaram unificar algumas teorias e áreas de atuação. Hans Christian Oersted, físico dinamarquês, conseguiu prever a existência de ligação entre duas áreas da física, ao formular a tese de que quando duas cargas elétricas estão em movimento, manifesta-se entre elas, além da força eletrostática, uma outra força, denominada força magnética.

Este feito levou a física a uma nova área de conhecimento denominada:

a) eletricidade.         

b) magnetostática.         

c) eletroeletrônica.           

d) eletromagnetismo.         

e) indução eletromagnética.

02- (FUVEST- SP) Um imã preso a um carrinho desloca-se com velocidade constante ao longo de um trilho horizontal. Envolvendo o trilho há uma espira metálica, como mostra a figura.

Pode-se afirmar que, na espira, a corrente elétrica:

a) é sempre nula;                              

b) existe somente quando o imã se aproxima da esfera;                      

c) existe somente quando o imã está dentro da espira;            

d) existe somente quando imã se afasta da espira;                               

e) existe quando o imã se aproxima ou se afasta da espira.

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