Em uma atividade de Física, uma estudante utiliza uma lente convergente para projetar a imagem do Sol sobre…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de Física, uma estudante utiliza uma lente convergente para projetar a imagem do Sol sobre uma folha de papel. Com a lente e o Sol mantidos na mesma posição, ela ajusta a folha até obter um ponto luminoso pequeno e bem definido. Nessa posição, a folha recebe a maior concentração de energia luminosa e começa a aquecer. Em seguida, sem alterar a orientação da lente, a estudante aumenta a distância entre a lente e a folha. Considerando o comportamento dos raios luminosos após atravessarem a lente, qual fenômeno deve ser observado na folha depois desse deslocamento?
- A) O ponto luminoso desaparecerá e o aquecimento da folha cessará.
- B) O ponto luminoso ficará maior e o aquecimento da folha aumentará.
- C) O ponto luminoso ficará maior e o aquecimento da folha diminuirá.
- D) O ponto luminoso ficará menor e o aquecimento da folha aumentará.
- E) O ponto luminoso manterá o mesmo tamanho e o aquecimento da folha permanecerá igual.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- O Sol está muito distante, então seus raios chegam à lente praticamente paralelos entre si. Uma lente convergente faz esses raios convergirem para o foco. Quando a folha está exatamente no foco, ela recebe um ponto luminoso pequeno e intenso, com a maior concentração de energia. Passo 2: Na posição do foco, a energia luminosa está concentrada na menor área possível, por isso a folha aquece rapidamente. Passo 3: Ao aumentar a distância entre a lente e a folha, a folha passa a ficar além do foco. Os raios já cruzaram o foco e começam a divergir, então atingem a folha formando um círculo de luz maior. Passo 4: A mesma energia passa a se distribuir por uma área maior, logo a concentração de energia por unidade de área diminui e o aquecimento da folha diminui. Passo 5: Portanto a alternativa C está correta: o ponto luminoso fica maior e o aquecimento diminui. A alternativa A está errada, pois o ponto não desaparece, apenas se torna um disco de luz mais espalhado. A alternativa B está errada, pois o ponto aumenta, mas a concentração de energia e o aquecimento diminuem, e não aumentam. A alternativa D está errada, pois o ponto fica maior, e não menor, ao se afastar do foco. A alternativa E está errada, pois o tamanho do ponto depende da posição da folha em relação ao foco.
💡 Dica: Considere o efeito da distância na convergência da luz.
Alternativa por alternativa
Acredita que, após o foco, os raios deixam de atingir a folha e a imagem simplesmente some, interrompendo o aquecimento. Não percebe que os raios continuam chegando à folha formando um disco de luz.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a distância da lente e a intensidade da luz, acreditando que afastar a lente aumentará a queima do papel.
Entende que um ponto maior significa mais energia concentrada e, portanto, mais aquecimento. Confunde tamanho da área iluminada com concentração de energia.
A luz do Sol pode ser considerada aproximadamente paralela. A lente convergente reúne esses raios em seu foco, onde a energia fica concentrada em uma pequena área. Como a folha estava inicialmente no foco e foi afastada da lente, ela ficará além desse ponto; os raios já terão começado a divergir, formando uma mancha luminosa maior e reduzindo a energia recebida por unidade de área. Consequentemente, o aquecimento diminuirá.
Imagina que afastar a folha do foco faz os raios se aproximarem e formarem um ponto menor. Inverte o comportamento dos raios após o foco de uma lente convergente.
Supõe que a posição da folha não altera o tamanho do ponto luminoso nem a energia recebida. Desconsidera que só no foco os raios se concentram em um ponto.
Raio-X da questão
lente convexa e foco
diagnostico
lentes e suas propriedades · foco da luz
Revisar o funcionamento de lentes e foco de luz.
O aluno pode confundir a relação entre a distância da lente e a intensidade da luz, acreditando que afastar a lente aumentará a queima do papel.
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