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Física

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QUESTÃO 01É difícil precisar a complexidade do cérebro porque os

números são tão gigantescos que em muito ultrapassam nossa experiência cotidiana (a menos que você seja um cosmologista). Suponha que cada neurônio valesse um dólar e que você estivesse na esquina tentando distribuir dólares aos passantes, com toda rapidez possível – digamos, um dólar por segundo. Se você fizesse isso 24 horas por dia, 365 dias por ano, sem parar, e se tivesse começado no dia em que Jesus nasceu, até hoje só teria distribuído dois terços do dinheiro. Ainda que distribuísse cédulas de cem dólares por segundo, você levaria 32 anos para livrar-se de todas elas. É uma quantidade muito grande de neurônios.

LEVITIN, Daniel J. Por trás da cortina. In: ______. A música no seu cérebro: a Ciência de uma obsessão humana. 2. ed. Civilização Brasileira: Rio de Janeiro, 2010.

Segundo a analogia descrita no texto, pode-se estimar que o número de neurônios, em média, que constituem o cérebro é de 105. 107. 109. 1011. 1013.

QUESTÃO 02Uma empilhadeira, cuja massa é 500 kg, faz

pequenos percursos de 10 m em piso horizontal, com velocidade constante de 0,800 m/s, transportando uma pilha de dois caixotes de 100 kg cada um. Durante o deslocamento da empilhadeira, a carga inicialmente próxima do solo, é elevada com velocidade de 0,250 m/s.

Garfo

Plataforma

Enquanto a empilhadeira se desloca de 6,4 m, a variação de altura da carga é, em metros, igual a 1,0 1,6 2,0 2,5 3,0


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QUESTÃO 03

Repr

oduç

ãoO modo como os egípcios carregavam pedras

gigantescas pelo deserto para construir pirâmides sempre foi um mistério para cientistas. Não é mais. E a técnica usada por eles, apontam especialistas, era a mais simples possível: eles jogavam água na areia. Pesquisa liderada pela Universidade de Amsterdã mostra que umedecer a areia diminui a tração pela metade. Assim sendo, os egípcios podiam usar metade do contingente de homens necessários para mover os blocos apenas com essa técnica. “Há uma rigidez ideal da areia que os egípcios souberam calcular em sua época”, explica Daniel Bonn, cientista que conduziu o estudo.

CIENTISTAS desvendam como egípcios transportavam pedras gigantes – e não tem nada de alienígena. Yahoo! Notícias, 27 abr. 2015.

Disponível em: <https://br.noticias.yahoo.com>. Acesso em: 12 jun. 2015.

Com a técnica utilizada pelos egípcios, houve uma facilitação no processo de transporte das pedras, porque reduziu-se a intensidade do coeficiente de atrito entre as pedras

e a areia. intensidade da força normal que a areia exerce nelas. intensidade da força peso atuante nas pedras. densidade das pedras no contato com a água. resistência do ar ao movimento das pedras.

QUESTÃO 04A cada ano que passa a Lua se afasta mais da

Terra – e isso muda nossas vidas

A Lua está cada vez mais longe de nós. [...] Nosso satélite natural se afasta a cada ano da Terra e pode trazer, com isso, mudanças significativas em nosso planeta. O fenômeno acontece principalmente porque a velocidade de rotação da Terra está reduzindo. Isso ocorre por conta de causas naturais relacionadas à fricção entre as massas de terra e água no planeta. O que acontece, no entanto, é que, quando a rotação da Terra diminui de velocidade, a distância da Lua necessariamente aumenta. Esse fenômeno, então, faz com que a Lua desvie, aproximadamente, 3,78 centímetros da Terra por ano. [...]

A CADA ano que passa a Lua se afasta mais da Terra – e isso muda nossas vidas. Yahoo! Notícias, 18 mar. 2015. Disponível em: <http://br.noticias.yahoo.com>. Acesso em: 22 abr.

2015. (adaptado)

Baseando-se nas informações do texto, a duração de um dia na Terra, com o afastamento da Lua, será

a mesma, pois o efeito desse afastamento acaba compensando a mudança na rotação da Terra.

menor, pois esse afastamento está relacionado ao aumento da velocidade da rotação da Terra.

menor, pois esse afastamento está relacionado à diminuição da velocidade de rotação da Terra.

maior, pois esse afastamento está relacionado ao aumento da velocidade de rotação da Terra.

maior, pois esse afastamento está relacionado à diminuição da velocidade de rotação da Terra.


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QUESTÃO 05Lâmpada utiliza energia solar e eólica para iluminação pública

Rep

rodu

ção

A conscientização ambiental está literalmente ganhando as ruas. Prova disso é a invenção da empresa norte-americana SavWatt, que criou a lâmpada Ecopole® para iluminação pública, que utiliza energia solar e eólica para funcionar. [...]

A Ecopole® utiliza lâmpadas de LED de 60 W, podem durar até 50 mil horas e são alimentadas por uma microturbina de vento de 300 W e por painéis solares de 90 W. Embora tenha 60 W de potência, a lâmpada ilumina o equivalente a uma lâmpada incandescente de 250 W. [...]

A lâmpada ecológica está em fase de teste em algumas cidades dos Estados Unidos. O resultado, até então, foi positivo. Economiza energia e não emite nenhum tipo de gás, o que diminui os níveis de poluição do ar.

Lâmpadas de LED são mais eficientes e quase não produzem calor. Apesar de serem muito mais caras que os modelos tradicionais, as LEDs têm maior durabilidade.

Disponível em: <http://goo.gl/upRNwS>. Acesso em: 29 dez. 2014.

De acordo com o texto, se for considerado o tempo de duração das lâmpadas de LED utilizadas, a economia obtida em relação à lâmpada incandescente de igual iluminação citada no texto é de

9,5 kWh. 9,5 MWh. 9,5 GWh. 95 kWh. 95 MWh.


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QUESTÃO 06A tabela abaixo mostra a quantidade de alguns dispositivos elétricos de uma casa, a potência consumida por

cada um deles e o tempo efetivo de uso diário no verão.

Dispositivo Quantidade Potência (kW) Tempo efetivo de uso diário (h)

ar-condicionado 2 1,5 8geladeira 1 0,35 12lâmpada 10 0,10 6

Considere os seguintes valores:

densidade absoluta da água: 1,0 g/cm3 calor específico da água: 1,0 cal.g–1 °C–1 1 cal = 4,2J custo de 1kWh = R$0,50

Durante 30 dias do verão, o gasto total com esses dispositivos, em reais, é cerca de 90,00 360,00 423,00 513,00 1 026,00


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QUESTÃO 07Antigo lixão vai produzir energia barata e limpa

Antes, era lixão. Depois, virou aterro sanitário. [...] Com 21 milhões de toneladas de lixo acumulados em mais de 20 anos, o terreno gera grande quantidade de biogás, que será utilizado para produzir eletricidade. O consórcio Horizonte Asja já instalou no local a Estação de Aproveitamento de Biogás e uma usina termelétrica, com capacidade de produzir 4,2 MWh, energia suficiente para abastecer uma cidade como Diamantina (MG), ou seja, cerca de 30 mil residências.

Disponível em: <http://goo.gl/IAZ14X>. Acesso em: 18 out. 2014. (adaptado)

O homem tem buscado alternativas para o aproveitamento energético dos mais diversos produtos e até mesmo do lixo. Analisando o esquema, desde o momento inicial até a chegada às casas, as transformações pelas quais a energia passou nesse processo de sua geração por meio do lixo, em sequência, foram energia cinética → energia potencial elástica → energia térmica. energia térmica → energia potencial gravitacional → energia elétrica. energia potencial gravitacional → energia cinética → energia elétrica. energia térmica → energia cinética → energia elétrica. energia cinética → energia elétrica → energia potencial elástica.


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QUESTÃO 08Pode parecer impossível usar um climatiz ador ou ar-condicionado sem que a conta de luz no final do mês venha

muito alta, mas é possível. Uma das formas de economizar é fechando janelas e portas para que estes equipamentos não precisem utilizar a sua capacidade máxima, mas em alguns lugares isso não é viável, como em shoppings, estabelecimentos comerciais, bancos, entre outros locais onde há uma grande circulação de pessoas. Neste caso, a melhor alternativa é utilizar as cortinas de ar, que trabalham juntamente com os aparelhos de ar-condicionado. Este equipamento funciona como uma barreira de ar, instalada geralmente nas portas, que reduz a troca de calor entre dois ambientes. As cortinas de ar criam uma barreira que evita a saída do ar frio e a entrada de poeira, fumaças e insetos.

CORTINA de ar: como funciona? VECAIR. Disponível em: <http://www.vecair.com.br>. Acesso em: 22 abr. 2016.

Com base nas informações apresentadas, pode-se concluir que as cortinas de ar reduzem o(a) irradiação de calor do ambiente interno (refrigerado) para o ambiente externo. condução do calor através do ar, que é considerado um bom condutor térmico. entrada de insetos voadores, devido à grande diferença de densidade entre o ar interno e o ar externo. consumo de energia elétrica, pois ajudam a manter o isolamento térmico em relação ao lado externo do ambiente. convecção térmica entre o interior e o exterior do ambiente, visto que elas tornam os aparelhos de ar-condicionado

mais potentes.


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QUESTÃO 09A figura representa ondas chegando a uma praia.

Observa-se que, à medida que se aproximam da areia, as cristas vão mudando de direção, tendendo a ficar paralelas à orla. Isso ocorre devido ao fato de que a parte da onda que atinge a região mais rasa do mar tem sua velocidade de propagação diminuída, enquanto a parte que se propaga na região mais profunda permanece com a mesma velocidade até alcançar a região mais rasa, alinhando-se com a primeira parte.

O que foi descrito no texto e na figura caracteriza um fenômeno ondulatório chamado reflexão. difração. refração. interferência. polarização.

QUESTÃO 10É comum aos fotógrafos tirar fotos coloridas em

ambientes iluminados por lâmpadas fluorescentes, que contêm uma forte composição de luz verde. A consequência desse fato na fotografia é que todos os objetos claros, principalmente os brancos, aparecerão esverdeados. Para equilibrar as cores, o manual de utilização da máquina diz que se deve usar um filtro adequado para diminuir a intensidade da luz verde que chega aos sensores da câmera fotográfica. Na escolha desse filtro, utiliza-se o conhecimento da composição das cores-luz primárias: vermelho, verde e azul; e das cores-luz secundárias: amarelo = vermelho + verde, ciano = verde + azul e magenta = vermelho + azul.

Disponível em: <http://nautilus.fis.uc.pt>. Acesso em: 20 maio 2014. (adaptado)

Na situação descrita, qual deve ser o filtro utilizado para que a fotografia apresente as cores naturais dos objetos? Amarelo. Ciano. Magenta. Verde. Vermelho.


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QUESTÃO 11Em 1864, o físico escocês James Clerk

Maxwell mostrou que uma carga elétrica oscilante produz dois campos variáveis, que se propagam simultaneamente pelo espaço: um campo elétrico E e um campo magnético B. À junção desses dois campos variáveis e propagantes, damos o nome de onda eletromagnética. São exemplos de ondas eletromagnéticas a luz visível e as ondas de rádio e de TV.Sobre a direção de propagação, as ondas eletromagnéticas são transversais, pois a direção de propagação é

simultaneamente perpendicular às variações dos campos elétrico e magnético.

longitudinais, pois a direção de propagação é simultaneamente paralela às variações dos campos elétrico e magnético.

transversais ou longitudinais, dependendo de como é feita a análise.

transversais, pois a direção de propagação é paralela à variação do campo elétrico e perpendicular à variação do campo magnético.

longitudinais, pois a direção de propagação é paralela à variação do campo magnético e perpendicular à variação do campo elétrico.

QUESTÃO 12Em um curso de física, aprendemos alguns

movimentos presentes em nosso dia a dia, como o movimento uniformemente variado e o movimento uniforme. Mas há muitos outros de igual importância, que as vezes podemos esquecer, como é o caso do movimento harmônico simples. Esse movimento pode ser definido assim:

“O móvel se desloca sobre a mesma trajetória, indo e vindo, em relação a uma posição média de equilíbrio (ponto O, em que a resultante das forças que agem sobre ele é nula).”

Disponível em: <http://www.fisicaevestibular.com.br/mhs1.htm>

Podemos observar um movimento harmônico simples sempre que deixamos cair uma pedra do alto de um prédio. lançamos uma caixa de fósforos sobre uma mesa

horizontal e áspera. alongamos lentamente uma mola elástica. projetamos um movimento balístico no plano

horizontal. projetamos um movimento circular e uniforme sobre

um diâmetro qualquer da circunferência.


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QUESTÃO 13Uma garrafa de cerveja e uma lata de cerveja permanecem durante vários dias numa geladeira. Quando se pegam com as mãos desprotegidas a garrafa e a lata para retirá-las da geladeira, tem-se a impressão de que a lata está mais fria do que a garrafa. Este fato é explicado pelas diferenças entre: as temperaturas da cerveja na lata e da cerveja na

garrafa. as capacidades térmicas da cerveja na lata e da

cerveja na garrafa. os calores específicos sensíveis dos dois recipientes. os coeficientes de dilatação térmica dos dois

recipientes. as condutividades térmicas dos dois recipientes.

QUESTÃO 14Uma longa ponte foi construída e instalada com blocos de concreto de 5 m de comprimento a uma temperatura de 20 °C em uma região na qual a temperatura varia ao longo do ano entre 10 °C e 40 °C. O concreto destes blocos tem coeficiente de dilatação linear de 10–5 °C–1. Nessas condições, qual distância, em cm, deve ser resguardada entre os blocos na instalação para que, no dia mais quente do verão, a separação entre eles seja de 1 cm? 1,01 1,10 1,20 2,00 2,02

QUESTÃO 15Recentemente, empresas desportivas lançaram o cooling vest, que é um colete utilizado para resfriar o corpo e amenizar os efeitos do calor. Com relação à temperatura do corpo humano, imagine e admita que ele transfira calor para o meio ambiente na razão de 2,0 kcal/min. Considerando o calor específico da água = 1,0 kcal/(kg°C), se esse calor pudesse ser aproveitado integralmente para aquecer determinada porção de água, de 20 °C a 80 °C, a quantidade de calor transferida em 1 hora poderia aquecer uma massa de água, em kg, equivalente a 1. 2. 3. 4. 5.

QUESTÃO 16Em uma competição ou em um passeio ciclístico,

é imprescindível, em dias de temperaturas elevadas, a utilização de roupas adequadas para proteger o corpo do calor e dos ventos quentes.Nessa situação, a roupa, que está em contato direto com a pele, deve facilitar a evaporação da umidade da pele e reduzir

os efeitos da irradiação solar sobre o corpo. diminuir a evaporação da umidade da pele e facilitar

a irradiação térmica proveniente do Sol. reduzir a vaporização da umidade da pele e

melhoraras correntes de convecção. permitir a liquefação da umidade da pele e diminuir a

condução térmica. melhorar a evaporação da umidade da pele e manter

o calor do corpo.


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QUESTÃO 17A fibra óptica é um filamento de vidro, ou de materiais

poliméricos, com capacidade de transmitir luz. O filamento pode ter diâmetros variáveis, dependendo de sua aplicação, indo desde diâmetros mais finos que um fio de cabelo até alguns milímetros.

A transmissão da luz em seu interior se dá, basicamente, por sucessivas reflexões. alternando reflexões com difrações. por sucessivas refrações. alternando refrações com reflexões. alternando refrações com difrações.

QUESTÃO 18Um jovem motoqueiro quebra acidentalmente o

espelho retrovisor de sua moto. Desejando reparar o estrago, lembra-se de ter notado que sua irmã possuía um espelho do tamanho idêntico ao quebrado e decide instalar na moto. Observando a imagem no espelho, percebeu que algo estava errado, uma vez que o espelho quebrado sempre apresentara imagens menores e direitas, enquanto que o novo espelho apresenta imagens direitas e maiores para objetos próximos e imagens menores e invertidas para objetos distantes.De acordo com o descrito, o espelho quebrado e o espelho substituído eram, respectivamente, convexo e côncavo. côncavo e plano. plano e convexo. convexo e plano. côncavo e convexo.


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Física

QUESTÃO 19Devido à sua resistência mecânica,

baixa condutividade térmica e transparência à luz, o vidro tem sido cada vez mais utilizado na construção civil, aplicado em portas, janelas e telhados. Sua transparência é importante porque resulta em uma grande economia da energia elétrica usada na iluminação interna do ambiente. Microscopicamente, a transparência ocorre devido à forma com que a luz incidente interage com os elétrons dos átomos que compõem o material vítreo.A transparência pode ser explicada, considerando-se que a luz é absorvida pelos elétrons e transformada em calor. é absorvida pelos elétrons e reemitida em todas

as direções. não é absorvida pelos elétrons e é espalhada

em diversas direções. não é absorvida pelos elétrons e continua

seu caminho em trajetórias regulares. é absorvida pelos elétrons e reemitida de volta

pela mesma trajetória de onde veio.

QUESTÃO 20Texto 1

Em uma sala bem escura, coloquei um prisma de vidro por onde o feixe de luz solar que entrasse pudesse ser refratado em direção à parede oposta da sala, formando ali uma imagem colorida do Sol. A luz do Sol, portanto, consiste em raios que se refratam diferentemente.

NEWTON, Isaac. Óptica. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2002.

Texto 2

Q

P

Todas as frequências do espectro eletromagnético (não só as visíveis aos olhos humanos) são refratadas no prisma, atravessam-no e são projetadas no anteparo. Considerando os dois raios destacados na figura esquemática e considerando dois detectores de radiação eletromagnética (qualquer frequência), P e Q colocados no anteparo, eles poderiam detectar, respectivamente, amarelo (visível) e vermelho (visível). infravermelho (invisível) e amarelo (visível). ultravioleta (invisível) e infravermelho (invisível). verde (visível) e amarelo (visível). vermelho (visível) e infravermelho (invisível).


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RAIO X

FísicaRESOLUÇÃO – RAIO X

Resolução 01Alternativa correta: D

Considerando a distribuição de 100 dólares por segundo, mul-tiplicando-se por 86 400 segundos por dia, em 365 dias por ano, durante 32 anos, tem-se:

100 · 86 400 · 365 · 32 ⇒

⇒ 100 915 200 000 neurônios ⇒

1,00 · 1011 neurônios

Resolução 02Alternativa correta: C

Empilhadeira

vSt t

t sm

∆∆ ∆

∆→ → =0 86 4

8 0,,

,

Carga

vSt

SS mm = → = → =∆

∆∆ ∆0 258

2 0, ,

Resolução 03Alternativa correta: A

Ao ser despejada água sobre a areia na medida certa, con-segue-se unir mais os grãos de areia e, consequentemente, reduzir o coe� ciente de atrito entre as pedras e a areia.

Resolução 04Alternativa correta: E

No texto, há a informação de que, “quando a rotação da Ter-ra diminui de velocidade, a distância da Lua necessariamente aumenta. Esse fenômeno, então, faz com que a Lua desvie, aproximadamente, 3,78 centímetros da Terra por ano”. Dessa forma, se a rotação da Terra diminuir de velocidade, o tempo de duração de um dia na Terra aumentará.

Resolução 05Alternativa correta: B

No texto, tem-se a informação de que a lâmpada de LED utili-zada tem potência de 60 W, embora corresponda à iluminação de uma lâmpada incandescente de 250 W. Portanto, a econo-mia no consumo de energia, devido a essa troca, correspon-derá à diferença de potências (250 – 60 = 190 W) multiplicada pela duração da lâmpada de LED, que é de 50 000 h. Portanto, o valor procurado dessa economia devido à troca vale:

E = 190 ∙ 50 000 = 9 500 000 Wh = 9,5 MWh.


Cálculo da energia consumida pelos dispositivos nos 30 dias de verão:

Ar condicionado (2 aparelhos)

U1 = P · t → U1 = 2 × 1,5 × 8 × 30 → U1 = 720 kwh

Geladeira

U2 = P · t → U2 = 0,35 × 12 × 30 → U2 = 126 kwh

Lâmpadas (10 unidades)

U3 = P · t → U3 = 10 × 0,1 × 6 × 30 → U3 = 180 kwh

Energia total e o custo

UT = U1 + U2 + U3 → UT = 1 026 kwh

C = U × 0,5 → C = 1 026 × 0,5 → C = R$ 513,00R


Pelo próprio esquema, nota-se que tudo começa com a com-bustão do gás CH4, na qual há liberação de calor (energia térmica em trânsito). A pressão do CO2 e do vapor-d’água produzidos movimenta (energia cinética) a turbina, a qual, conectada ao gerador, gera, por indução eletromagnética, energia elétrica, que é levada pelas linhas de energia às resi-dências.


A cortina de ar promove um isolamento térmico, impedindo uma maior troca de calor com o meio externo e, assim, evitan-do que o ar-condicionado trabalhe com sua potência máxima.


As ondas estão passando do meio 1 (águas profundas) para o meio 2 (águas rasas). Esse é o fenômeno da refração.


Para diminuir a intensidade da luz verde, deve-se usar um � ltro que não apresente a componente verde da luz, ou seja, o � ltro magenta, composto apenas das cores vermelha e azul.

Resolução 11Alternativa correta: A

As ondas eletromagnéticas são ondas transversais, for madas por campos elétricos e magnéticos variáveis, propagando-se em direção perpendicular à direção de variação desses cam-pos.


Quando projetamos um movimento circular e uniforme sobre um diâmetro qualquer da circunferência percebemos que o móvel se desloca sobre a mesma trajetória, indo e vindo, em relação a uma posição média de equilíbrio.

MHS

Eco dos

cossenos

MCU

MHS

Eco dos

cossenos

MCU


Os metais em geral possuem maior condutividade térmica do que o vidro. Assim, quando tocamos uma lata e uma garrafa de cerveja, ambas geladas, temos a sensação de que a lata está mais fria do que a garrafa (de vidro), pois o � uxo de calor da nossa mão para a lata é maior do que para a garrafa. Atenção para o fato de que a sensação de frio que sentimos quando to-camos um corpo está diretamente relacionada com a rapidez com que a energia térmica é transferida da nossa mão para o referido corpo.


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RAIO X

Física RESOLUÇÃO – RAIO X

Resolução 14Alternativa correta: BL0 = 5m; α = 10–5 °C–1; ∆θ = 40 – 20 = 20 °C.∆L = L0 α ∆θ = 5 · 10–5 · 20 = 10–3 m = 0,1 cm

Resolução 15Alternativa correta: BA quantidade de calor transferida em 1 hora será:

Qkcalin h

kcal= × =260

1120

min

Usando a expressão para o calor sensível Q = m · c · ∆T e ex-plicitando m:

mQ

c Tm

kcalkcal

kg CC

kg= ⇒

°× − °

=· ( )∆

120

1 80 202

Resolução 16Alternativa correta: AA roupa em contato direto com a pele deve facilitar as trocas de calor entre o corpo do ciclista e o ambiente, mas sempre o protegendo da radiação solar.

Resolução 17Alternativa correta: AA � bra óptica é uma grande aplicação do fenômeno da re� e-xão total. Para isso, o núcleo da � bra deve ser mais refringente que seu revestimento, e o ângulo de incidência, na interface núcleo-revestimento, deve superar o limite.

Resolução 18Alternativa correta: AAs imagens saíram de direitas e menores para direitas e maio-res. Assim, o espelho foi mudado de convexo para côncavo.

Resolução 19Alternativa correta: DA luz ao incidir sobre o vidro pode sofrer uma refração e uma re� exão não sendo submetido ao processo de absorção lumi-nosa, � cando o raio de luz a se propagar em trajetória regular.

Resolução 20Alternativa correta: BAs radiações de maior frequência refratam mais. Neste caso, desviam mais da trajetória inicial. Assim, em P é detectada uma radiação de menor frequência do que a detectada em Q. Analisando as alternativas:

a) (F) famarelo > fvermelho.

b) (V) finfravermelho < famarelo.

c) (F) fultravioleta > finfravermelho.

d) (F) fverde > famarelo.

e) (F) fvermelho > finfravermelho.



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