Disponível em: https://descomplica.com.br/blog/fisica/lista-optica-geometricaespelhos-planos/. Acesso em: 20 dez. 2018.

     Em dias ensolarados e secos, é comum a ocorrência do chamado efeito miragem nas estradas, que consiste na percepção de aparentes poças d’água no asfalto, conforme ilustrado na imagem acima. Esse efeito óptico é causado pela curvatura sofrida pela luz ao atravessar camadas de ar de diferentes temperaturas. Quanto mais próximo do asfalto, mais quente é o ar, e isso afeta o índice de refração de cada camada. Para explicar o efeito miragem, pode-se considerar que o ar perto do asfalto é dividido em camadas, cada qual com um índice de refração próprio, como apresenta a figura I abaixo, em que n1, n2 e n3 representam os índices de refração das camadas 1, 2 e 3 mais próximas do asfalto. A figura II mostra, de forma ampliada, a interface entre a camada 2 e a camada 1, onde o raio de luz sofre reflexão interna total, e os ângulos de incidência e de reflexão do feixe de luz nessa interface. 



Na situação representada pela figura I, quando a luz se aproxima do asfalto, 

O gráfico abaixo apresenta a variação da velocidade, em quilômetros por hora, em função do tempo, em segundos, de um veículo que se desloca em linha reta por uma estrada. 



O módulo da força resultante sobre esse veículo 

   A equação do efeito Doppler, mostrada abaixo, relaciona as frequências (fobs) ouvidas por um observador estacionário que recebe o som emitido pela sirene de uma ambulância quando esta se aproxima ou se afasta dele. 



    Nessa equação, v é a velocidade do som no ar, va é a velocidade da ambulância e f é a frequência própria da sirene (ouvida dentro da ambulância). O sinal (∓) permite distinguir a frequência do som em duas situações: quando a ambulância se aproxima e quando ela se afasta do observador estacionário, conforme ilustra a figura a seguir.  





Em uma situação em que a velocidade da ambulância seja um décimo da velocidade do som no ar e a frequência própria da sirene seja de 198 Hz, um observador parado perceberá o som da sirene  

    Para que um avião se mantenha em pleno voo, deve ser aplicada sobre ele uma força que equilibre seu peso. Essa força é realizada principalmente pelo escoamento de ar nas asas do avião. Quando alguém, em um carro em movimento, coloca a mão para fora, imitando o formato de uma asa de avião, sente que o ar é capaz de empurrar sua mão para trás e para cima. Essa experiência explica, por analogia, que o fluxo de ar é o principal responsável pela sustentação e frenagem do avião.

Disponível em: www.if.ufrgs.br. Acesso em: 4 nov. 2018 (adaptado).

Qual diagrama representa os sentidos das principais forças exercidas em um avião que esteja em pleno voo e com velocidade constante? 

 

   Uma onda periódica no tempo pode ser representada pela soma de ondas senoidais. Na figura I acima, a linha contínua corresponde a uma onda periódica, que é expressa como a soma das ondas senoidais de períodos e amplitudes diferentes — uma onda representada por pontos e a outra, por traços. O gráfico da figura II acima é o que se denomina espectro de frequências referente às ondas senoidais da figura I. No espectro de frequências, a altura das barras verticais corresponde à amplitude de cada uma das ondas senoidais, enquanto a posição dessas barras, no eixo de frequências, corresponde à frequência de cada uma dessas ondas senoidais.

   A figura III a seguir mostra o gráfico da amplitude (A) em função do tempo (t) para três ondas senoidais de amplitudes e períodos diferentes, que, somadas, expressam uma onda periódica no tempo.  



Qual é o gráfico do espectro de frequências correspondente às ondas senoidais ilustradas na figura III?  

   Medidas do decaimento radiativo do isótopo do carbono com número de massa 14 permitiram a datação de manuscritos encontrados no Mar Morto, entre eles fragmentos de livros do Antigo Testamento, o que permitiu ratificar a autenticidade do achado, ocorrido em 1947. A datação dos documentos se deu pela contagem de radiação emitida pelo decaimento de átomos de carbono 14, radiativo.

A radiação cuja quantidade foi medida para se decidir quanto à idade aproximada dos manuscritos refere-se à desintegração do carbono 14 em  

    Na geladeira doméstica, o fluido de trabalho (fréon) opera em ciclos, transportando energia térmica. A figura a seguir ilustra de forma simplificada as trocas de calor envolvidas no funcionamento de uma geladeira. Na saída para a parte externa, o fréon é comprimido, recebe energia na forma de trabalho (W) e atinge uma temperatura elevada. Na serpentina, o fréon libera calor para o ambiente (Q_amb) e, ao retornar para o interior, sofre uma expansão rápida, com grande queda de temperatura. Dessa maneira, o fréon torna-se capaz de retirar calor do interior da geladeira (Q_int) antes de retornar ao compressor, realizando, assim, um ciclo completo.



No processo de funcionamento de uma geladeira,  

    A figura abaixo mostra o esquema de um sistema que utiliza luz solar para aquecimento de água. O sistema consiste de uma caixa isolada termicamente, tampada com um absorvedor metálico que fica em contato com a água a ser aquecida. 



O sistema tem as seguintes propriedades físicas:

• placa absorvedora com área de 2 m² ;
• calor específico da água igual a 4.200 J/kg∙K;
• intensidade luminosa absorvida pela placa igual a 210 W/m² ;
• eficiência de 25% na transferência da energia absorvida pela placa e transferida à massa de água;
• massa de água a ser aquecida (embaixo da placa absorvedora) igual a 1 kg.

Qual é o tempo, em segundos, que esse sistema gasta para elevar a temperatura da massa de água de 25 °C para 75 °C?