OBF 2024 (1ª fase, Nível II) — questão 16 de Física
Enunciado em texto
Uma pessoa de pé na beirada de uma piscina em um dia ensolarado observa um peixe. O ponto da figura indica a posição de observação (olhos) da pessoa e a imagem do peixe é vista a uma distância horizontal da beirada. Seja a distância horizontal real do peixe até a beirada, é correto afirmar que:
[Figura: corte de uma piscina cheia de água. O olho está acima e um pouco à esquerda da beirada esquerda. Uma linha tracejada reta desce de para a direita, atravessa a superfície da água e termina num peixe desenhado dentro da água. Uma seta horizontal marca a distância entre a parede esquerda da piscina e o peixe.]
(a) , devido à refração da luz vinda do peixe.
(b) , devido à refração da luz vinda do peixe.
(c) , devido à refração da luz vinda do sol.
(d) , devido à refração da luz vinda do sol.
(e) , pois a refração afeta apenas a distância vertical (profundidade aparente).
(Enunciado e figura: Olimpíada Brasileira de Física 2024, 1ª fase, Nível II — SBF.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Sociedade Brasileira de Física (SBF), Olimpíada Brasileira de Física.
Resolução comentada
O que a questão pede: comparar onde o peixe realmente está com onde a pessoa vê sua imagem, na direção horizontal.
Passo 1 — que luz importa. A pessoa vê o peixe por causa da luz que sai do peixe (ele espalha a luz do Sol que o ilumina) e chega aos olhos. O que forma a imagem é a refração dessa luz ao passar da água para o ar. Isso elimina (C) e (D).
Passo 2 — como o raio se desvia. Ao sair da água para o ar (meio mais lento para mais rápido), o raio se afasta da normal: no ar ele é mais “deitado”; na água, mais “em pé”. O olho não sabe que o raio entortou e enxerga o peixe no prolongamento reto do raio que chega até ele, que é a linha tracejada da figura.
Passo 3 — onde está o peixe de verdade. Desenhe dois raios vizinhos que saem do peixe e chegam ao olho, ambos no plano da figura. Na água eles são mais íngremes que no ar; prolongados para trás a partir do ar, eles se cruzam num ponto mais alto e mais perto do observador que o peixe real. Então o peixe verdadeiro está mais fundo que a imagem e mais longe da beirada onde a pessoa está:
Conferindo: a ideia de “profundidade aparente” (imagem só subindo na vertical) vale para quem olha de cima, quase na vertical. Para quem olha inclinado, como aqui, a imagem também é puxada em direção ao observador, e o efeito cresce quanto mais rasante é o olhar. É por isso que, olhando de lado, o fundo da piscina parece se “levantar” em direção a você.
⚠️ A armadilha: a (E). A fórmula de profundidade aparente que aprendemos é para observação vertical; com o olhar oblíquo, a refração também desloca a imagem na horizontal.
A ideia em uma frase: o olho enxerga no prolongamento do raio que chega a ele; como a luz entorta ao sair da água, o peixe real está mais fundo e mais longe do que parece.
Resposta: alternativa A (, pela refração da luz que vem do peixe).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.