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Questão sobre Óptica Geométrica: Prismas

Física

Originais Teachy

'EM13CNT301'

Óptica Geométrica: Prismas

Muito Difícil

(Originais Teachy 2023) - Questão Muito Difícil de Física

Um prisma de vidro com ângulo de 60 graus na base e índice de refração absoluto de 1,5 é utilizado para desviar o feixe de luz proveniente de um laser. O prisma é colocado de modo que o feixe de luz incida perpendicularmente à face de entrada. O feixe de luz, que inicialmente caminhava no ar, entra na face de entrada do prisma e sofre refração duas vezes: ao entrar no prisma e ao sair. Para simplificar os cálculos, considere o valor de sen(60 graus) = 0,87 e cos(60 graus) = 0,5. Além disso, assuma que a velocidade da luz no ar é c = 3,0 x 10^8 m/s e no vidro é v = 2,0 x 10^8 m/s. Com base nessas informações e utilizando a lei de Snell, calcule: 1) O deslocamento lateral sofrido pelo feixe de luz ao passar pelo prisma, considerando que a distância percorrida dentro do prisma é de 10,0 cm. 2) O ângulo de desvio final do feixe de luz após emergir do prisma, em relação à sua direção original no ar. Considere que o desvio angular é o ângulo formado entre a direção inicial do feixe de luz e a direção após emergir do prisma. Desconsidere qualquer efeito de dispersão da luz pelo prisma.

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Explique o que é a dilatação temporal segundo a teoria da Relatividade Especial. Em seguida, calcule a dilatação temporal de um relógio que se move a uma velocidade de 0,8c em relação a um observador em repouso. Mostre todos os cálculos e explique as consequências práticas desse efeito em situações cotidianas.

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João está ajudando sua irmã a empurrar um carrinho de supermercado que inicialmente está em repouso. A massa total do carrinho, incluindo os itens do interior, é de 40 kg. Eles conseguem acelerar o carrinho, aplicando uma força de 80 N. Considere a resistência do solo, como uma força de atrito de 20 N, que age na direção oposta à força aplicada por João e sua irmã. (a) Utilizando a segunda lei de Newton, calcule a aceleração do carrinho. (b) Se eles empurram o carrinho por uma distância de 30 metros, qual é o trabalho realizado pela força resultante sobre o carrinho? (c) Utilizando a terceira lei de Newton, explique o que acontece com a força que o chão exerce sobre o carrinho e seus pneus.

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Uma roda-gigante em um parque de diversões passa por um processo de aceleração para atingir a velocidade angular adequada para iniciar a operação. Durante esse processo de aceleração, a roda-gigante passa por um MCUV (Movimento Circular Uniformemente Variado) até atingir seu funcionamento com velocidade angular constante. Considere que a roda-gigante acelera durante 6 segundos para atingir uma velocidade angular final de 4π rad/s com uma aceleração angular de ω, e que o carro em que os passageiros estão tem um raio de 8 metros. a) Determine a aceleração angular ω da roda-gigante durante a fase de aceleração. b) Calcule o deslocamento angular percorrido pelos passageiros durante esse período de aceleração. c) Depois de atingir a velocidade angular final, em quanto tempo um passageiro completa uma volta na roda-gigante?

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