UEMG 2008 — questão 15 de Física

Gabarito CÓptica — lente convergente (lupa) e velocidade da luz no vidroProcesso Seletivo 2008 · Prova de Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 15 de Física do UEMG 2008

Enunciado em texto

Uma pessoa usa uma lupa para queimar uma folha de papel, usando a luz solar, conforme ilustração abaixo:

[Figura: uma pessoa sentada segura uma lupa entre o Sol e uma folha de papel. Os raios paralelos da luz solar atravessam a lupa e convergem num ponto do papel, de onde sobe fumaça. Rótulos: “luz solar”, “fumaça”, “papel”.]

Em relação a essa situação, assinale a alternativa que traz uma afirmação INCORRETA.

A) A lente usada pela pessoa é fina nas extremidades e mais grossa no centro.

B) A luz solar foi concentrada no foco da lente.

C) A velocidade da luz no ar é menor que a velocidade da luz no material que constitui a lente.

D) A lente usada na figura pode formar imagens reais ou virtuais.

(Enunciado e figura: Processo Seletivo UEMG 2008 — Universidade do Estado de Minas Gerais.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG).

Resolução comentada

O que a questão pede: a afirmação falsa sobre a lupa usada para queimar papel.

Passo 1 — que lente é essa. A lupa concentra a luz do Sol num ponto: é uma lente convergente. Feita de vidro (mais refringente que o ar), a lente convergente tem bordas finas e centro mais grosso. A está correta.

Passo 2 — onde a luz se concentra. Os raios do Sol chegam praticamente paralelos (o Sol está muito longe). Raios paralelos ao eixo, ao atravessar uma lente convergente, passam pelo foco. B está correta.

Passo 3 — reais ou virtuais. A lente convergente forma imagem real quando o objeto está além do foco (como num projetor) e imagem virtual, direita e ampliada, quando o objeto está entre o foco e a lente (o uso comum da lupa). D está correta.

Passo 4 — a falsa. O vidro tem índice de refração maior que o ar (nvidro≈1,5n_{\text{vidro}} \approx 1{,}5, nar≈1n_{\text{ar}} \approx 1). Como n=c/vn = c/v, a luz é mais lenta no vidro:

vvidro=c1,5≈2⋅108 m/sv_{\text{vidro}} = \frac{c}{1{,}5} \approx 2 \cdot 10^8\ \text{m/s}

Ou seja, a velocidade no ar é maior que na lente, o contrário do que diz C. C é a incorreta.

⚠️ A armadilha: marcar D por lembrar só do uso de lupa como “ampliador” (imagem virtual). A mesma lente também forma imagens reais, como a do próprio Sol no papel, que é justamente o ponto que queima.

A ideia em uma frase: a lupa é convergente, concentra a luz no foco, forma imagens reais ou virtuais, e dentro dela a luz anda mais devagar que no ar.

Resposta: alternativa C (a luz é mais rápida no ar que na lente, não o contrário).

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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