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Comando da Aeronáutica — Diretoria de Ensino · Comando da Aeronáutica 2021

Questão 27 — Física: Óptica — Lentes e Espelhos Esféricos

Física Óptica — Lentes e Espelhos Esféricos

Comando da Aeronáutica — Diretoria de Ensino 2021 Médio

Comando da Aeronáutica · Exame de Admissão aos CFOAV, CFOINT e CFOINF 2022 · Caderno Versão A

Gabarito disponível

Texto-base:
Nas questões de Física, quando necessário, utilize:
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• condutividade térmica do vidro: K = 0,8 W/(m·K)
• 1 atm = 1,0·10⁵ N/m²
• constante universal dos gases: R = 8,0 J/(mol·K)
• 1 L = 1 dm³
• 1 cal = 4 J
• calor específico da água: c = 1 cal/(g·ºC)
• velocidade da luz no vácuo: c = 3 x 10⁸ m/s
• constante de Planck: h = 6,6 x 10⁻³⁴ J·s
• carga elementar (e) = 1,6 x 10⁻¹⁹ C
• 1 Å = 10⁻¹⁰ m

Um arranjo óptico, representado pela Figura 1, é constituído de um objeto luminoso bidimensional alinhado com o centro óptico e geométrico de um suporte S que pode ser ocupado individualmente por uma lente esférica convergente (L1), uma lente esférica divergente (L2), um espelho esférico gaussiano convexo (E1), um espelho esférico gaussiano côncavo (E2) ou por um espelho plano (E3).
Figura 1: objeto luminoso em forma de L desenhado sobre uma malha quadriculada de 4 × 4 quadrados (seta vertical de 3 quadrados com ponta para cima e trecho horizontal de 3 quadrados terminado em um ponto), com o eixo óptico geométrico tracejado em diagonal ligando o objeto ao suporte S.
Considere que todos os elementos gráficos, que podem ser instalados no suporte, sejam ideais e que o arranjo esteja imerso no ar.
Utilizando-se, aleatória e separadamente, os elementos L1, L2, E1, E2 e E3, no suporte S, pode-se observar as imagens I1, I2, I3, I4 e I5 conjugadas por esses elementos, conforme Figura 2.
Figura 2: cinco imagens em forma de L sobre malha quadriculada. I1: pequena, invertida (seta para baixo) e com o ponto à esquerda. I2: pequena, direita, com o ponto à direita. I3: direita, um pouco maior que I2, com o ponto à direita. I4: direita, do mesmo tamanho do objeto (3 quadrados), com o ponto à direita. I5: maior que o objeto, invertida (seta para baixo) e com o ponto à esquerda.
Nessas condições, a única sequência que associa corretamente cada elemento gráfico utilizado à sua possível imagem conjugada, I1, I2, I3, I4 e I5, respectivamente, é
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Gabarito: A

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito oficial — Versão A