Questão 6 (Física) da 2ª fase do IME 2019

Um estroboscópio foi montado utilizando-se uma fonte de luz branca e três polarizadores, conforme mostra a figura. Os polarizadores \text{P}_1 e \text{P}_3 estão com seus planos de polarização ortogonais e o polarizador \text{P}_2 gira com frequência angular constante \omega, em torno do eixo, e no sentido, conforme indicados na figura. Em um ambiente completamente escuro, a luz estroboscópica ilumina a massa de um pêndulo simples sempre que ela passa no ponto A, indicado na figura, dando a impressão de que a massa está parada na posição inferior do pêndulo. Sabendo que a aceleração da gravidade é g, determine:

a) a intensidade da luz estroboscópica em função do ângulo \theta, entre os planos de polarização de \text{P}_1 e \text{P}_2;

b) o comprimento L do pêndulo.

Dado:

• intensidade máxima da luz estroboscópica iluminando o pêndulo, se os três polarizadores estivessem alinhados: I_0.

Observação:

• estroboscópio: instrumento usado para iluminar, de maneira intermitente, um objeto; e
• considere que a visão humana só é capaz de perceber a intensidade luminosa quando ela é máxima.