Descreva um protocolo experimental para determinar a distância focal f de uma lente convergente e, a partir…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Descreva um protocolo experimental para determinar a distância focal f de uma lente convergente e, a partir dos dados abaixo, calcule f e seu desvio padrão. Medidas: (p1=30,0 cm, q1=15,0 cm), (p2=35,0 cm, q2=21,0 cm), (p3=40,0 cm, q3=26,7 cm). Use 1/f = 1/p + 1/q. Incertezas de p e q: ±0,1 cm.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Protocolo: montar lente convergente em suporte; objeto luminoso e tela alinhados; variar p até formar imagem nítida; medir p e q com régua (±0,1 cm); repetir 3 vezes. Cálculo (em m): p1=0,30 q1=0,15 ? 1/f=1/0,30+1/0,15=10,0 ? f1=0,100 m. p2=0,35 q2=0,21 ? 1/f=2,857+4,762=7,619 ? f2=0,13125 m. p3=0,40 q3=0,267 ? 1/f=2,50+3,745=6,245 ? f3=0,16012 m. Média: f¯=(0,100+0,13125+0,16012)/3=0,13046 m ˜ 0,130 m (13,0 cm). Desvio padrão amostral: s=v[S(f_i-f¯)²/(n-1)]=0,0301 m ˜ 3,01 cm. Resultado: f = 0,130 ± 0,030 m (13,0 ± 3,0 cm). Discussão: comparar s com incertezas instrumentais; se s»erro instrumental, variar procedimento (mais repetições, melhorar alinhamento).
Explicação
O protocolo experimental descreve claramente os passos necessários para medir a distância focal de uma lente convergente, incluindo a variação da distância do objeto e a medição da imagem formada. Os cálculos aplicam corretamente a fórmula da lente delgada, e a média e o desvio padrão são calculados de forma adequada, refletindo a precisão das medições. A discussão final sobre a comparação entre o desvio padrão e as incertezas instrumentais é essencial para avaliar a confiabilidade dos resultados obtidos.
Raio-X da questão
distância focal de lentes
avaliacao
distância focal de lentes · cálculo de média e desvio padrão
Revisar a fórmula de lentes e o cálculo de desvios padrão.
O aluno pode confundir a fórmula da distância focal com a de outros tipos de lentes ou não considerar as incertezas nas medições.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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