Em uma aula de Física, uma vela é colocada diante de uma lente convergente delgada, com distância focal de 20…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma aula de Física, uma vela é colocada diante de uma lente convergente delgada, com distância focal de 20 cm. A vela está posicionada a 40 cm da lente, sobre seu eixo principal. Considerando a aproximação paraxial e desprezando a espessura da lente, analisa-se a posição da imagem formada. Com base nas informações do texto, qual é a posição da imagem formada pela lente em relação a ela?
- A) 40 cm do mesmo lado da vela.
- B) 40 cm do lado oposto à vela.
- C) 10 cm do lado oposto à vela.
- D) 60 cm do lado oposto à vela.
- E) 20 cm do lado oposto à vela.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Dados do problema: distância focal f = 20 cm (lente convergente, portanto f positivo) e distância do objeto (vela) p = 40 cm. Como a vela está além do foco, espera-se uma imagem real. Passo 2: Use a equação de Gauss (equação dos pontos conjugados): 1/f = 1/p + 1/p', em que p' é a distância da imagem à lente. Passo 3: Isole 1/p': 1/p' = 1/f - 1/p = 1/20 - 1/40 = 2/40 - 1/40 = 1/40. Logo p' = 40 cm. Passo 4: Como p' é positivo, a imagem é real e se forma do lado oposto ao da vela, a 40 cm da lente. Isso confirma a alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A) imagem real de lente convergente não se forma do mesmo lado da vela, isso só ocorre em imagem virtual; C) 10 cm não resulta da equação, pois o cálculo correto dá 40 cm; D) 60 cm seria a soma 20 + 40, o que não corresponde à equação de Gauss; E) 20 cm é a distância focal, e a imagem só estaria no foco se o objeto estivesse no infinito.
💡 Dica: Utilize a fórmula das lentes para encontrar a posição da imagem.
Alternativa por alternativa
Assume que a imagem fica do mesmo lado da vela, como ocorre em espelhos planos ou em imagens virtuais, sem verificar o sinal de p' pela equação de Gauss.
Pela equação das lentes delgadas, 1/f = 1/p + 1/p'. Como f = 20 cm e p = 40 cm, temos 1/20 = 1/40 + 1/p'. Portanto, 1/p' = 1/40, resultando em p' = 40 cm. O sinal positivo indica que a imagem é formada no lado oposto ao objeto, sendo uma imagem real.
Erra a manipulação da equação dos pontos conjugados, obtendo um valor de p' que não resulta de 1/20 - 1/40, e não confere o resultado com o cálculo correto.
Por que engana: Confundir a posição da imagem com a distância do objeto ou aplicar incorretamente a fórmula das lentes.
Soma a distância focal à distância do objeto (20 + 40 = 60 cm), tratando a posição da imagem como uma soma de distâncias em vez de aplicar a relação entre os inversos.
Confunde a posição da imagem com a posição do foco, supondo que a imagem sempre se forma sobre o ponto focal da lente.
Raio-X da questão
lentes convergentes
avaliacao
formula das lentes delgadas · distancia focal e imagem
Revisar a fórmula das lentes e a formação de imagens.
Confundir a posição da imagem com a distância do objeto ou aplicar incorretamente a fórmula das lentes.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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