EEAR 2020 (CFS 2) — questão 88 de Física

Gabarito AÓptica — lentes: equação de Gauss (imagem real projetada)Exame de Admissão ao CFS 2/2020 · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 88 de Física do EEAR 2020 (CFS 2)

Enunciado em texto

Um aluno deseja projetar uma imagem reduzida de um objeto num anteparo colocado a uma distância de 30 cm da lente. O objeto está colocado sobre o eixo principal e a uma distância de 60 cm da lente. Para o experimento o aluno dispõe de 4 lentes, A, B, C e D, sendo que todas respeitam a condição de nitidez de Gauss e foram dispostas em uma prateleira onde são informadas suas características, conforme apresentadas na tabela a seguir:

LENTETIPODISTÂNCIA FOCAL
AConvergente20cm
BConvergente40cm
CDivergente20cm
DDivergente40cm

De acordo com as necessidades do experimento, qual das 4 lentes o aluno deve usar?

a) A

b) B

c) C

d) D

(Enunciado: Exame de Admissão ao CFS 2/2020 — EEAR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.

Resolução comentada

O que a questão pede: qual lente forma, num anteparo a 30 cm, a imagem de um objeto a 60 cm.

Passo 1 — o tipo de lente. Imagem projetada num anteparo é imagem real. Lente divergente, com objeto real, só dá imagem virtual: C e D estão fora. Tem de ser convergente.

Passo 2 — a distância focal (equação de Gauss), com p = 60 cm e p’ = 30 cm:

1f=1p+1p′=160+130\frac{1}{f} = \frac{1}{p} + \frac{1}{p'} = \frac{1}{60} + \frac{1}{30}

1f=1+260=120  ⇒  f=20 cm\frac{1}{f} = \frac{1 + 2}{60} = \frac{1}{20} \;\Rightarrow\; f = 20\ \text{cm}

Conferindo que é reduzida: o aumento é p′/p=30/60=1/2p'/p = 30/60 = 1/2, a imagem tem metade do tamanho do objeto (e é invertida).

⚠️ A armadilha: a lente B. Com f = 40 cm, 1/p′=1/40−1/60=1/1201/p' = 1/40 - 1/60 = 1/120: a imagem se formaria a 120 cm, e não a 30 cm, e seria ampliada duas vezes.

A ideia em uma frase: imagem num anteparo é real, e só lente convergente faz isso; Gauss com p e p’ dá a distância focal.

Resposta: alternativa A (lente A, convergente de 20 cm).

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.

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