UFSC 2019 — questão 27 de Física
Enunciado em texto
Em seu último truque, o mágico Gafanhoto apresenta para a plateia do Circo da Física um sistema que contém um balão transparente e, dentro dele, um balão preto, no momento em que o ambiente é iluminado com uma luz verde comum. Então afirma: “Vou explodir o balão a distância. Para ficar mais difícil, vou explodir o balão de dentro, e não o de fora”. Ele faz um movimento com as mãos, conforme a figura abaixo, e explode o balão preto, obtendo os aplausos da plateia. Sem que o público percebesse, o mágico acionou uma ponteira Laser verde de 200 mW que emite uma luz com comprimento de onda de 532 nm, o que fez o balão preto explodir.
[Figura: o mágico estende as mãos em direção a um suporte do qual pende um balão transparente com um balão preto dentro. Em destaque, a palma da mão direita, com uma ponteira laser escondida presa à mão, sob a manga.]
Com base no exposto acima e na figura, é correto afirmar que:
(01) a informação 200 mW indica a energia da ponteira Laser verde.
(02) um Laser pode causar sérios danos à saúde, principalmente aos olhos dos seres humanos.
(04) o balão preto explode porque grande parte da luz Laser verde é absorvida por ele, enquanto o balão transparente reflete grande parte da luz Laser verde.
(08) a energia dos fótons da luz Laser verde depende da frequência da luz.
(16) o princípio de funcionamento de um Laser é semelhante ao de uma lupa que concentra os raios de luz em um ponto.
(32) com a mesma ponteira Laser verde seria, teoricamente, mais difícil explodir um balão interno na cor verde.
(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: explicar por que o laser verde estoura o balão preto e não o transparente.
(01) Falsa. O watt mede potência (energia por unidade de tempo): 200 mW são 0,2 J a cada segundo. A energia entregue depende de quanto tempo a ponteira fica ligada.
(02) Verdadeira. O feixe de laser é estreito e concentrado; focalizado pelo cristalino na retina, pode queimá-la. Ponteiras potentes como essa nunca devem ser apontadas para os olhos.
(04) Falsa. O balão preto absorve a luz verde, esquenta e estoura: essa parte está certa. Mas o balão transparente não “reflete grande parte” da luz; ele a transmite (deixa passar), e é por isso que o feixe chega ao balão de dentro e o de fora não esquenta.
(08) Verdadeira. (formulário): a energia de cada fóton depende da frequência.
(16) Falsa. O laser funciona por emissão estimulada de radiação: átomos excitados emitem fótons iguais (mesma frequência, fase e direção), amplificados entre espelhos, o que gera um feixe coerente e muito pouco divergente. Não é uma lente concentrando raios.
(32) Verdadeira. Um balão verde reflete a luz verde (é por isso que ele parece verde) e absorve pouco dela: esquentaria menos e seria mais difícil de estourar.
⚠️ A armadilha: a (01). Watt é unidade de potência; energia se mede em joule (J = W·s).
A ideia em uma frase: corpo preto absorve a luz e esquenta; transparente deixa passar; e um corpo da mesma cor da luz a reflete.
Resposta: soma 42 (02 + 08 + 32).
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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