PUC-PR 2016 (inverno) — questão 33 de Física

Gabarito AnuladaOndas — reflexão e refração de uma onda: índices, comprimentos de onda e velocidadesVestibular de Inverno · Prova geral
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 33 de Física do PUC-PR 2016 (inverno)

Enunciado em texto

Uma onda se propaga em um meio A e incide na superfície de separação com o meio B. A figura a seguir mostra isso e representa as frentes de onda, os ângulos formados com a reta normal, o raio incidente, refletido e refratado.

[Figura: uma reta horizontal separa o Meio A (em cima) do Meio B (embaixo), com a normal tracejada vertical. No meio A, à esquerda, a “Onda Incidente”: frentes de onda paralelas, com espaçamento λ1\lambda_1, e o raio incidente fazendo o ângulo θ1\theta_1 com a normal; à direita, a onda refletida, com frentes de espaçamento λ2\lambda_2 e raio fazendo o ângulo θ2\theta_2 com a normal. No meio B, a onda refratada, com frentes mais próximas umas das outras (espaçamento λ3\lambda_3) e raio fazendo o ângulo θ3\theta_3 com a normal, mais perto da normal que o incidente.]

Sabendo que θ1>θ3\theta_1 > \theta_3, analise as afirmações a seguir:

I. O meio B é mais refringente que o meio A.

II. O comprimento de onda λ1\lambda_1é menor que o λ2\lambda_2.

III. É possível fazer a onda representada sofrer reflexão total se propagando no meio A e incidindo na superfície de separação no meio B.

IV. Não se pode afirmar que θ1=θ2\theta_1 = \theta_2.

V. A velocidade de propagação no meio B é menor que a velocidade de propagação.

Das afirmações anteriores, são CORRETAS apenas:

(A) I e III.

(B) I, IV e V.

(C) I e V.

(D) III e V.

(E) II, III e IV.

(Enunciado e figura: Vestibular PUCPR 2016 (Inverno) — PUCPR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar cinco afirmações sobre a reflexão e a refração mostradas.

I — correta. Ao passar de A para B, o raio se aproximou da normal (θ3<θ1\theta_3 < \theta_1). Pela lei de Snell, nA sen θ1=nB sen θ3n_A\,\text{sen}\,\theta_1 = n_B\,\text{sen}\,\theta_3; com seno menor em B, o índice de B é maior: B é mais refringente.

II — errada. A onda incidente e a refletida estão no mesmo meio (A), com a mesma frequência e a mesma velocidade. Então λ1=λ2\lambda_1 = \lambda_2.

III — errada. Reflexão total só acontece quando a onda vai do meio mais refringente para o menos refringente. Aqui ela vai de A para B, que é mais refringente: sempre haverá onda refratada.

IV — errada. A lei da reflexão garante que o ângulo de reflexão é igual ao de incidência: θ1=θ2\theta_1 = \theta_2. Pode-se afirmar, sim.

V — correta, se completada. Num meio mais refringente a onda é mais lenta (v=c/nv = c/n); a figura confirma, com as frentes mais juntas em B (λ3\lambda_3 menor, mesma frequência). Mas a frase saiu truncada no caderno: “menor que a velocidade de propagação”, sem dizer em qual meio.

Pela física, as corretas são I e V (texto da alternativa C), lendo a V como “menor que a velocidade de propagação no meio A”.

⚠️ A armadilha: marcar a III (alternativa A), achando que “ir para um meio diferente” permite reflexão total. A reflexão total exige sair do meio mais refringente; aqui a onda entra nele.

A ideia em uma frase: se o raio se aproxima da normal, o novo meio é mais refringente e mais lento; reflexão total só no caminho contrário.

Resposta: questão anulada pela PUCPR no gabarito oficial. Pela física, as afirmações corretas são I e V (o texto da alternativa C), desde que a afirmação V, impressa incompleta (“menor que a velocidade de propagação”, sem o meio de comparação), seja lida como “menor que no meio A”. Essa frase truncada é o defeito visível no caderno.

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.

Outras questões de Física do PUC-PR 2016 (inverno)

Gabarito e resolução de todas as questões de Física do PUC-PR 2016 (inverno) →

Mais questões de Ondas e oscilações, de todas as bancas, resolvidas passo a passo. Ver todos os assuntos →