PUC-PR 2024 — questão 24 de Física
Enunciado em texto
Uma lente biconvexa de vidro ( = 1,5) imersa no ar ( = 1) fornece, de um pequeno objeto distante 15 cm de si, uma imagem nítida projetada numa tela que se encontra a 60 cm da lente, conforme mostrado na figura a seguir.
[Figura: da esquerda para a direita, o objeto (um ponto) sobre o eixo, a lente biconvexa a 15 cm dele e a tela a 60 cm da lente, onde se forma a imagem.]
Considere as afirmativas a seguir.
I. Considerando a velocidade da luz no vácuo igual a m/s, no interior da lente a luz se propaga com velocidade igual a m/s.
II. A lente em questão exibe sempre comportamento convergente, mesmo que seja colocada num meio de maior índice de refração que o vidro.
III. Caso a lente seja afastada 45 cm do objeto, ficando a 15 cm da tela, também poderá ser observada na tela uma imagem nítida do objeto.
É (São) CORRETA(S) apenas as afirmativas
(A) I e II
(B) II e III
(C) I e III
(D) I
(E) III
(Enunciado e figura: Vestibular PUCPR 2024 (Verão) — PUCPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar três afirmações sobre a lente de vidro.
Afirmação I — verdadeira. O índice de refração é n = c/v:
Afirmação II — falsa. O comportamento de uma lente depende do índice dela comparado com o do meio. Lente de bordas finas (biconvexa) é convergente quando é mais refringente que o meio; num meio de índice maior que o do vidro, ela passa a ser divergente. Pela equação dos fabricantes, o fator fica negativo.
Afirmação III — verdadeira. Hoje, p = 15 cm e p' = 60 cm. Na equação de Gauss, p e p' entram de forma simétrica:
Então trocar os papéis (p = 60 cm, p' = 15 cm) também satisfaz a equação. Afastando a lente 45 cm do objeto, ela fica a 60 cm dele e a 15 cm da tela: a imagem volta a ficar nítida (agora menor). É a reversibilidade dos raios de luz.
Corretas: I e III, alternativa (C).
Conferindo III com números: f = 12 cm; com p = 60 cm, , p' = 15 cm. Bate.
⚠️ A armadilha: achar que “biconvexa” é sinônimo de “convergente” sempre (afirmação II). Isso só vale com a lente mais refringente que o meio em volta.
A ideia em uma frase: v = c/n; o comportamento da lente depende de n da lente contra n do meio; e, pela reversibilidade, objeto e imagem podem trocar de lugar.
Resposta: alternativa C (I e III).
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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