São Camilo 2022 — questão 34 de Física

Gabarito EÓptica — lente convergente projetando imagem real (equação de Gauss)Medicina · Prova II · Versão 2
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 34 de Física do São Camilo 2022

Enunciado em texto

Um objeto, uma lente e a imagem do objeto estão alinhados sobre um eixo comum ortogonal aos planos que contêm cada um deles. A imagem do objeto é projetada sobre uma tela refletora que se encontra a 4 m da lente biconvexa e de distância focal igual a 2 m. Para se obter esse resultado, a distância do objeto até a lente deve ser igual a

(A) 1,0 m.

(B) 2,5 m.

(C) 0,5 m.

(D) 5,0 m.

(E) 4,0 m.

(Enunciado: Vestibular São Camilo 2022, Medicina, Prova II — São Camilo/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário São Camilo e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a que distância da lente deve ficar o objeto para que a imagem se forme na tela, a 4 m.

Passo 1 — os sinais. A lente biconvexa (no ar) é convergente: f = +2 m. A imagem é projetada numa tela, então é real: p’ = +4 m.

Passo 2 — equação de Gauss:

1f=1p+1p′\frac{1}{f} = \frac{1}{p} + \frac{1}{p'}

12=1p+14\frac{1}{2} = \frac{1}{p} + \frac{1}{4}

1p=12−14=14⇒p=4 m\frac{1}{p} = \frac{1}{2} - \frac{1}{4} = \frac{1}{4} \Rightarrow p = 4\ \text{m}

Conferindo: objeto a 4 m = 2f, no ponto antiprincipal; a imagem de um objeto no antiprincipal de uma lente convergente se forma no outro antiprincipal, também a 2f = 4 m, real, invertida e do mesmo tamanho. Confere.

⚠️ A armadilha: tratar a imagem como virtual (p’ = −4 m). Aí 1/p=1/2+1/4=3/41/p = 1/2 + 1/4 = 3/4 e p ≈ 1,3 m, que nem aparece: objeto entre o foco e a lente, como numa lupa, cuja imagem não pode ser projetada. Imagem projetada em tela é sempre real.

A ideia em uma frase: imagem projetada é real; com a equação de Gauss, objeto a 2f dá imagem a 2f.

Resposta: alternativa E (4,0 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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