Física3ª sérieBNCC EM13CNT101Difícil⏱ longo

Em uma atividade de Física sobre instrumentos ópticos, uma equipe utiliza um banco óptico com duas lentes…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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 sobre instrumentos ópticos, uma equipe utiliza um banco óptico com duas lentes delgadas convergentes, alinhadas sobre o mesmo eixo principal. A lente L1 tem distância focal de 0,080 m, a lente L2 tem distância focal de 0,060 m e a distância entre as lentes é de 0,20 m. Um pequeno objeto é colocado a 0,20 m à esquerda de L1. Para analisar a formação da imagem, considere a aproximação de lentes delgadas e adote como positivas as distâncias de imagem formadas à direita de cada lente. Quando a imagem formada por uma lente estiver entre as duas lentes, ela será o objeto virtual para a lente seguinte. Com base nas informações do experimento, determine a posição final da imagem em relação a L2 e a ampliação linear total do sistema, utilizando, para cada lente, as relações 1/f = 1/d_o + 1/d_i e m = -d_i/d_o.

A) d_i2 = 0,0316 m à direita de L2; m_tot = -0,194.
B) d_i2 = 0,0857 m à direita de L2; m_tot = +0,286.
C) d_i2 = 0,0316 m à direita de L2; m_tot = -0,316.
D) d_i2 = 0,600 m à direita de L2; m_tot = +6,00.
E) d_i2 = 0,109 m à direita de L2; m_tot = +0,545.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Lente L1 (f = 0,080 m, do = 0,20 m). Usando 1/f = 1/do + 1/di: 1/di1 = 1/0,080 - 1/0,20 = 12,5 - 5 = 7,5, logo di1 = 0,1333 m à direita de L1. Ampliação m1 = -di1/do1 = -0,1333/0,20 = -0,667.
Posição da imagem de L1 em relação a L2. Como L1 e L2 estão separadas por 0,20 m, a imagem de L1 fica 0,20 - 0,1333 = 0,0667 m à esquerda de L2, ou seja, entre as lentes. Ela é um objeto virtual para L2, então do2 = -0,0667 m.
Lente L2 (f = 0,060 m). 1/di2 = 1/0,060 - 1/(-0,0667) = 16,667 + 15 = 31,667, logo di2 = 0,0316 m à direita de L2. Ampliação m2 = -di2/do2 = -0,0316/(-0,0667) = +0,474.
Ampliação total: m_tot = m1 × m2 = -0,667 × 0,474 = -0,316. A imagem final é real e invertida, a 0,0316 m à direita de L2.
Conclusão. O resultado coincide com o gabarito oficial C. A alternativa A está errada porque d_i2 é correto, mas a ampliação total não é a soma das ampliações. B está errada porque ignora a imagem de L1 e usa 0,20 m como distância do objeto a L2. D está errada porque trata o objeto virtual como real. E está errada porque usa a posição da imagem medida a partir de L1 sem descontar a separação de 0,20 m entre as lentes.

💡 Dica: Aplique a fórmula de lentes para cada lente separadamente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

Calculou corretamente a posição final da imagem, mas somou as ampliações das duas lentes (-0,667 + 0,474 = -0,193) em vez de multiplicá-las.

Por que engana: Confundir a posição da imagem final com a posição do objeto ou aplicar incorretamente a fórmula de ampliação.

B Erradaerro: Procedimental

Ignorou a imagem formada por L1 e usou os 0,20 m de separação entre as lentes como distância do objeto a L2, o que resulta em di2 = 0,0857 m e m_tot = +0,286.

C Correta

Para L1, 1/0,080 = 1/0,20 + 1/d_i1, então d_i1 = 0,1333 m. Como L2 está a 0,20 m de L1, essa imagem fica 0,0667 m à esquerda de L2; portanto, para L2, o objeto é virtual e d_o2 = -0,0667 m. Assim, 1/0,060 = 1/(-0,0667) + 1/d_i2, resultando em d_i2 = 0,0316 m. As ampliações são m1 = -0,1333/0,20 = -0,6667 e m2 = -0,0316/(-0,0667) = 0,4737. Logo, m_tot = m1 m2 = -0,316.

D Erradaerro: Conceitual

Tratou o objeto virtual formado por L1 como se fosse real, usando do2 = +0,0667 m. Com isso perdeu o sinal negativo, obteve di2 = 0,600 m e uma ampliação total positiva e maior que 1.

E Erradaerro: Procedimental

Usou a posição da imagem de L1 medida a partir de L1 (0,1333 m) como se fosse a distância até L2, sem subtrair os 0,20 m de separação entre as lentes. Isso leva a di2 = 0,109 m e m_tot = +0,545.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

lentes delgadas convergentes

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

lentes delgadas · ampliação linear

📚 Reveja

Revisar a fórmula de lentes delgadas e ampliação linear.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a posição da imagem final com a posição do objeto ou aplicar incorretamente a fórmula de ampliação.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

Todas as questões de Refração (Lentes, Prismas e Visão Humana)

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog