UPE 2023 (SSA 2) — questão 29 de Física

Enunciado em texto
Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como igual a , 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água cal/g, calor latente de vaporização da água cal/g, índice de refração do ar , e considere a constante universal dos gases ideais .
Um raio luminoso proveniente do Sol incide em um ângulo de 30°, em relação à normal, no ponto A sobre uma placa de vidro de espessura cm e índice de refração de uma mesa de jantar. A figura mostra apenas o perfil. Qual é a distância x, em cm, para que o raio luminoso atinja o vértice inferior B da placa de vidro?
[Figura: perfil retangular da placa de vidro () com ar acima (). O raio vem de cima, da esquerda, e incide no ponto A da face superior com ângulo medido a partir da normal tracejada; dentro do vidro, segue até o vértice inferior direito B. A distância horizontal entre A e a face lateral direita é x; a espessura da placa é d.]
A) 2
B) 1/2
C)
D)
E) 1
(Enunciado e figura: SSA 2 — UPE 2023, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).
Resolução comentada
O que a questão pede: a distância horizontal x entre o ponto de entrada A e a lateral da placa para que o raio refratado chegue exatamente ao canto B.
Passo 1 — lei de Snell em A.
Passo 2 — cosseno e tangente.
Passo 3 — geometria. Dentro do vidro, o raio desce a espessura e anda na horizontal. O ângulo é medido a partir da normal (vertical), então
Conferindo: o raio no vidro faz cerca de 19,5° com a vertical, bem mais “em pé” que os 30° do ar, como deve ser ao entrar num meio mais refringente; por isso x (1 cm) é bem menor que d (cerca de 2,8 cm).
⚠️ A armadilha: usar o ângulo de incidência (30°) na geometria, sem refratar: cm, que não está nas alternativas.
A ideia em uma frase: ache o ângulo de refração por Snell e use a tangente dele: deslocamento horizontal = espessura vezes tg θ.
Resposta: alternativa E (1 cm).
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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