FAMECA 2020 — questão 41 de Física
Enunciado em texto
Um jovem ateia fogo em uma folha de papel ao concentrar sobre ela a luz solar através de uma lente convergente, cuja vergência vale 5,0 di.
[Figura: raios solares verticais e paralelos chegam a uma lente horizontal; depois dela, convergem para um único ponto sobre uma folha de papel horizontal abaixo da lente.]
Considerando que os raios solares incidem paralelamente ao eixo óptico da lente e que este é perpendicular à superfície da folha de papel, a distância entre a folha e a lente para que o processo de atear fogo seja o mais eficiente possível deve ser
(A) 0,20 m.
(B) 0,25 m.
(C) 0,05 m.
(D) 0,10 m.
(E) 0,50 m.
(Enunciado e figura: Vestibular FAMECA 2020, Conhecimentos Gerais — FAMECA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a que distância da lente a folha deve ficar para a luz se concentrar num ponto.
Passo 1 — onde a luz se concentra. Raios paralelos ao eixo principal, depois de atravessar uma lente convergente, passam todos pelo foco principal imagem. É lá que a energia fica concentrada num ponto pequeno e o papel esquenta mais. Então a folha deve ficar a uma distância igual à distância focal.
Passo 2 — da vergência à distância focal. A vergência (em dioptrias, di = m⁻¹) é o inverso da distância focal em metros:
⚠️ A armadilha: errar a conta do inverso e achar 1/5,0 = 0,5 m (alternativa E), que seria a distância focal de uma lente de 2,0 di. Outra é colocar o papel no ponto antiprincipal, a 2f = 0,40 m: lá a luz não se concentra num ponto. Para raios paralelos, o ponto de concentração é o foco.
A ideia em uma frase: raios paralelos convergem no foco, e a distância focal em metros é o inverso da vergência em dioptrias.
Resposta: alternativa A (0,20 m).
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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