UFSC 2023 (Vagas Remanescentes) — questão 33 de Física
Enunciado em texto
Em um curso de fotografia, os amigos Pedro, Thiago e João discutiram que a máquina fotográfica mais simples existente é uma câmara escura, que pode ser construída a partir uma caixa de 15 cm de comprimento onde é feito um orifício extremamente pequeno (pin-hole) para a entrada de luz em uma das paredes, como indica o esquema abaixo. No curso, os participantes utilizaram esse dispositivo para fotografar objetos ao ar livre.
[Figura: um objeto vertical o, a uma distância p de uma caixa com um pequeno orifício; os raios que partem das extremidades do objeto se cruzam no orifício e formam, na parede do fundo da caixa, a imagem i invertida; p' é a distância do orifício à parede do fundo.]
Os amigos, durante a discussão, fizeram algumas afirmações sobre as imagens formadas. Identifique as corretas.
(01) Um objeto de 10 cm colocado a 25 cm do orifício formará uma imagem de 5 cm de altura.
(02) para explicar a formação da imagem nesses dispositivos, não se pode utilizar o princípio da independência dos raios luminosos.
(04) Para melhorar a nitidez, pode-se colocar uma lente bicôncava no orifício.
(08) Para aumentar a claridade no interior da câmara, pode-se aumentar o diâmetro do furo, porém a imagem parecerá mais borrada, parecendo sem nitidez.
(16) Nas máquinas fotográficas mais simples, a distância focal da lente não pode ser alterada. Nesse caso, a focalização da imagem é feita por meio da variação da distância entre a lente e o anteparo (filme ou ccd).
(32) A imagem (i) formada na parede do dispositivo é real e invertida.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo de Vagas Remanescentes UFSC 2023 — 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: aplicar a propagação retilínea da luz à câmara escura e julgar afirmações sobre nitidez e foco.
A semelhança de triângulos (os raios se cruzam no orifício):
(01) Falsa. Com cm (o comprimento da caixa):
A imagem tem 6 cm, não 5 cm.
(02) Falsa. Usa-se, sim: os feixes que vêm de pontos diferentes do objeto se cruzam no orifício sem se perturbar e seguem em linha reta até o fundo. A câmara escura é justamente a ilustração clássica da propagação retilínea e da independência dos raios.
(04) Falsa. Uma lente bicôncava (de vidro, no ar) é divergente: espalharia os raios. Para concentrar os raios de cada ponto do objeto num ponto da imagem, usa-se lente convergente (biconvexa) — é o princípio da máquina fotográfica.
(08) Verdadeira. Furo maior deixa entrar mais luz, mas cada ponto do objeto passa a formar uma “mancha” do tamanho do furo no fundo; as manchas se sobrepõem e a imagem perde nitidez.
(16) Verdadeira. Com lente de foco fixo, para focalizar objetos a distâncias diferentes muda-se a distância lente-anteparo, segundo (formulário da prova).
(32) Verdadeira. A imagem é formada pelo encontro efetivo dos raios na parede do fundo (é real, pode ser projetada) e, como os raios se cruzam no orifício, fica invertida.
⚠️ A armadilha: a (01), errar a proporção: o tamanho da imagem é , e com cm e cm o fator é 0,6.
A ideia em uma frase: na câmara escura, i/o = p′/p pela semelhança de triângulos; a imagem é real e invertida, e furo maior troca nitidez por claridade.
Resposta: soma 56 (08 + 16 + 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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.