PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 7 do ITA 2024
Texto-base das questões 01 a 12 · 1ª fase
Quando necessário, use os seguintes valores para as constantes:
Aceleração local da gravidade g = 10\ \text{m/s}^2. Velocidade da luz no vácuo c = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m/s}.
Constante de gravitação universal G = 6{,}7 \times 10^{-11}\ \text{N.m}^2/\text{kg}^3.
Massa da Terra M_{Terra} = 6{,}0 \times 10^{24}\ \text{kg}. Raio da Terra R_{Terra} = 6{,}4 \times 10^6\ \text{m}.
Aproximações numéricas: \sqrt{60} \approx 7{,}7. (1 + x)^n \approx 1 + nx quando |x| \ll 1.
Um microscópio óptico, formado por duas lentes convergentes, é utilizado para observar uma amostra biológica em laboratório. A lente objetiva tem uma distância focal de 5\text{ mm}, enquanto a ocular tem uma distância focal de 70\text{ mm}. A distância entre a objetiva e a ocular é ajustada para 190\text{ mm}.
Sabendo que a amostra encontra-se a 5{,}2\text{ mm} da lente objetiva, assinale a alternativa que contém o módulo do aumento linear do microscópio descrito.
- A7
- B14
- C25
- D75
- E175
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Resolução comentada
O aumento linear total do microscópio é o produto dos aumentos da objetiva e da ocular: A = A_{obj}\cdot A_{oc}. Em cada lente usamos a equação de Gauss, \frac{1}{f}=\frac{1}{p}+\frac{1}{p'}, e o aumento A=\left|\frac{p'}{p}\right|.
Objetiva (f = 5\ \text{mm}, p = 5{,}2\ \text{mm}):
Logo p' = 130\ \text{mm} (imagem real, após a objetiva). O aumento é A_{obj}=\frac{130}{5{,}2}=25.
Ocular: a imagem da objetiva é o objeto da ocular. Como as lentes estão a 190\ \text{mm} uma da outra, a distância dessa imagem à ocular é:
Com f = 70\ \text{mm}:
Então p'_{oc}=-420\ \text{mm} (imagem virtual). O aumento é A_{oc}=\frac{420}{60}=7.
Aumento total:
Alternativa E.
Pegadinha: As alternativas A e C trazem os aumentos parciais (ocular e objetiva), que enganam quem esquece de multiplicá-los.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AConsidera apenas o aumento da ocular (7), esquecendo o da objetiva.
- BNão corresponde a nenhuma combinação correta dos aumentos das duas lentes.
- CConsidera apenas o aumento da objetiva (25), esquecendo o da ocular.
- DValor sem relação com o produto 25 × 7; provavelmente vem de erro na distância objeto da ocular.
Assuntos: instrumentos ópticos, microscópio, equação de Gauss.
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Fonte: ITA 2024 · 1ª fase. Prova oficial ↗