Difícil
Óptica geométrica
UNI · 2025

Ejercicio de Física — UNI

Una partícula se aproxima con velocidad constante, a lo largo del eje principal, al vértice de una lente convergente cuya distancia focal es de 20 cm. Si el objeto pasa de una distancia a la lente de 100 cm a otra de 30 cm en 5 s, calcule la rapidez media (en cm/s) de la imagen.

Ver solución paso a paso

(Pista: usa la ecuación de las lentes delgadas para hallar la posición de la imagen en cada uno de los dos instantes, y luego calcula la rapidez media de la imagen como el desplazamiento de la imagen entre el tiempo transcurrido.)

(1. La ecuación de las lentes delgadas es 1f=1i+1o\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{i} + \dfrac{1}{o}, con f=20f = 20 cm.)

(2. Para la primera posición del objeto, o1=100o_1 = 100 cm: 120=1i1+1100    i1=25 cm\frac{1}{20} = \frac{1}{i_1} + \frac{1}{100} \implies i_1 = 25\ \text{cm})

(3. Para la segunda posición del objeto, o2=30o_2 = 30 cm: 120=1i2+130    i2=60 cm\frac{1}{20} = \frac{1}{i_2} + \frac{1}{30} \implies i_2 = 60\ \text{cm})

(4. La imagen se desplazó una distancia d=i2i1=6025=35d = i_2 - i_1 = 60 - 25 = 35 cm en los 5 s indicados.)

(5. Usando MRU, d=vtd = v\cdot t, entonces 35=v535 = v \cdot 5, de donde v=7v = 7 cm/s.)

Respuesta: 7