FAMECA 2022 — questão 41 de Física
Enunciado em texto
Em uma competição de feira de ciências de sua escola, um estudante constrói um “cinema na caixa”, que consiste em uma grande caixa de papelão totalmente vedada, com tamanho suficiente para que as pessoas possam entrar e sair dela. Essa caixa possui um único e pequeno orifício que permite a entrada de luz. Essa luz atravessa o orifício e projeta uma imagem de ponta-cabeça em um anteparo do outro lado da caixa, para assombro das pessoas que se encontram no interior da caixa de papelão escura.
Os princípios ópticos que possibilitam o projeto de ciências desse estudante são:
(A) princípio da propagação retilínea dos raios luminosos e princípio da refração da luz.
(B) princípio da independência dos raios luminosos e princípio da refração da luz.
(C) princípio da propagação retilínea da luz e princípio da reversibilidade dos raios luminosos.
(D) princípio da propagação retilínea da luz e princípio da independência dos raios luminosos.
(E) princípio da independência dos raios de luz e princípio da reversibilidade dos raios luminosos.
(Enunciado: Vestibular FAMECA 2022, 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: quais princípios explicam a imagem invertida da câmara escura de orifício.
Passo 1 — por que a imagem sai invertida. A luz anda em linha reta (meio homogêneo): o raio que sai do alto do objeto passa pelo orifício e continua em linha reta até a parte de baixo do anteparo; o que sai de baixo vai para cima. Isso é o princípio da propagação retilínea, e é ele que gera a imagem de ponta-cabeça.
Passo 2 — por que a imagem não fica embaralhada. Todos os raios, vindos de todos os pontos do objeto, se cruzam no mesmo pequeno orifício. Mesmo assim, cada um segue seu caminho como se os outros não existissem, e cada ponto do objeto gera seu ponto no anteparo. Isso é o princípio da independência dos raios luminosos.
Por que não as outras: não há lente nem mudança de meio na caixa, então a refração (A e B) não participa. A reversibilidade (C e E) diz que a luz pode refazer o mesmo caminho em sentido contrário, o que não é usado para formar a imagem.
⚠️ A armadilha: associar “imagem projetada” a lente e pensar em refração. Na câmara escura não há lente: a imagem vem só de a luz andar em linha reta através de um furo pequeno.
A ideia em uma frase: a câmara escura funciona porque a luz anda em linha reta e os raios se cruzam no orifício sem atrapalhar uns aos outros.
Resposta: alternativa D (propagação retilínea e independência dos raios).
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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