P1 de Física 4 da USP - 2015

Um receptor em recebe o sinal de uma antena de rádio que transmite em frequência a partir de um local distante .

Uma nova antena é construída no ponto a uma distância da primeira. A nova antena transmite sinal idêntico à primeira.

A direção faz um ângulo com a direção , conforme a figura, e .

Para quais frequências haverá melhor recepção possível (máxima intensidade de recepção)?

Luz de comprimento de onda de de uma fonte pontual distante incide normalmente sobre um anteparo com uma fenda de largura . O padrão de difração é observado numa tela a uma distância do anteparo.

1. Calcule a posição angular do primeiro e do segundo mínimos de difração com (use a aproximação ).
2. Calcule a distância do primeiro máximo lateral de difração em relação ao centro da figura de difração (veja a figura 1). Use a aproximação de que um máximo lateral está situado à meia distância dos mínimos adjacentes.
3. Considere agora duas fontes pontuais idênticas, não coerentes, emitindo luz desse mesmo comprimento de onda (), situadas à mesma distância da fenda e separadas por , conforme a figura 2. Determine a distância máxima para que essas duas fontes estejam minimamente resolvidas na tela.

Uma barra de comprimento próprio move-se com velocidade constante relativamente ao sistema conforme a figura.

A extremidade da barra passa pela origem de no instante . Nesse instante é emitido de um sinal de luz que viaja de para .

1. Em que instante medido num referencial em repouso em relação à barra o sinal chega a ?
2. Em que instante medido no referencial o sinal chega a ?

Uma película transparente de espessura e com índice de refração é iluminada normalmente por luz branca. A película está suspensa no ar (índice de refração ).

1. A luz refletida nas duas superfícies da película interferem entre si. Obtenha a equação que determina os comprimentos de onda das ondas que interferem construtivamente.
2. A luz visível é composta por ondas com comprimentos de onda entre e . Qual onda da luz visível interferirá construtivamente?
3. A mesma película é imersa num líquido com índice de refração . Escreva a equação que determina os comprimentos de onda que interferem construtivamente.

Um veículo se move com velocidade uniforme em relação ao solo. Sejam e as extremidades do veículo e e marcações no solo, como na figura.

Definamos o evento como a passagem de por e os eventos , e de forma análoga.

1. Se o intervalo de tempo entre os eventos e (tempo gasto pelo veículo para passar pelo ponto ) no referencial do veículo é , qual é o intervalo de tempo entre esses eventos no referencial do solo?
2. Se os eventos e são simultâneos no referencial do veículo, qual é o intervalo de tempo entre esses eventos no referencial do solo?
3. Qual é a ordem temporal dos eventos e no referencial do solo?