UFSC 2019 — questão 23 de Física
Enunciado em texto
No Circo da Física, o show de ilusionismo, no qual o mágico Gafanhoto utiliza fenômenos físicos para realizar o truque, é uma das atrações mais esperadas. Ele caminha sobre as águas de uma piscina, deixando surpresos os espectadores. Mas como ele faz isso? Na verdade, ele caminha sobre uma plataforma de acrílico (n = 1,49) que fica imersa alguns centímetros na água (n = 1,33), conforme a figura abaixo. O truque está em fazer a plataforma de acrílico ficar invisível dentro da água colocando-se alguns solutos na água.
[Figura: o mágico caminha sobre a superfície de uma piscina, olhando para a água à sua frente (uma linha tracejada indica o “Ângulo de visão do mágico”); logo abaixo da superfície, dentro da água, há uma plataforma de acrílico, apoiada em pés que vão até o fundo.]
Sobre essa situação, é correto afirmar que:
(01) nas condições em que o truque acontece, não é possível ocorrer o fenômeno da reflexão total na superfície de separação entre o acrílico e a água.
(02) nas condições em que o truque acontece, a razão entre o índice de refração da água e o índice de refração do acrílico é igual a 1.
(04) por causa da plataforma de acrílico, a luz não sofre o fenômeno da refração ao passar do ar para a água.
(08) por causa das condições em que o truque ocorre, o mágico, ao olhar para o fundo da piscina, como mostra a figura, verá a imagem do fundo da piscina na posição real em que o fundo se encontra.
(16) a plataforma de acrílico fica invisível aos olhos porque a luz não sofre o fenômeno da refração ao passar da água para o acrílico.
(32) a plataforma de acrílico fica invisível porque o índice de refração da água é maior do que o índice de refração do acrílico.
(Enunciado e figura: Vestibular UFSC 2019 — UFSC/COPERVE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).
Resolução comentada
O que a questão pede: entender o truque: com solutos, o índice de refração da água sobe até ficar igual ao do acrílico (1,49).
Por que fica invisível: enxergamos um objeto transparente porque a luz se desvia (refrata) e se reflete parcialmente nas suas superfícies. Com índices iguais, a luz passa da água para o acrílico sem desvio e sem reflexão: a fronteira simplesmente “some”.
(01) Verdadeira. A reflexão total exige passar de um meio de índice maior para um de índice menor. Com índices iguais, não há ângulo limite nem reflexão total.
(02) Verdadeira. No truque, , e a razão é 1.
(04) Falsa. A plataforma está dentro da água; na superfície ar–água os índices continuam diferentes (1 e cerca de 1,49), e a luz refrata normalmente ao entrar na água.
(08) Falsa. Como a luz que vem do fundo refrata na superfície água–ar, o mágico vê o fundo mais raso do que é (a imagem fica acima da posição real), como em qualquer piscina.
(16) Verdadeira. É a explicação do truque: sem refração (nem reflexão) na fronteira água–acrílico, a plataforma não se distingue da água.
(32) Falsa. Não basta um índice ser maior que o outro: com índices diferentes haveria refração e a plataforma seria vista. O truque exige índices iguais.
⚠️ A armadilha: a (04). O truque elimina a fronteira água–acrílico, mas não a fronteira ar–água, por onde a luz entra.
A ideia em uma frase: um objeto transparente fica invisível quando está imerso num meio de mesmo índice de refração: a luz não muda de direção na fronteira.
Resposta: soma 19 (01 + 02 + 16).
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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