Enunciado

Considere um objeto de espessura ds (paralelo ao eixo) à frente de uma lente ou de um espelho. A imagem do objeto tem espessura ds'. Defina o aumento longitudinal como M   =   d s ' / d s . Prove que M   =   - m 2 , onde m é o aumento transversal.

Passo 1

Agarrou nessa questão, vamos resolver rapidão ó !

Nosso primeiríssimo passo vai ser resolver a equação da lente fina para s’, assim:

1 s + 1 s ' = 1 f

Vamos desenvolver até isolar s’:

1 s ' = 1 f - 1 s       →       s ' = 1 1 f - 1 s = f s s - f

Passo 2

Mas pra que esse s’ hein?

Bom... sabendo que a ampliação lateral na lente é m = - s ' s , logo, podemos substituir s’, assim:

m = - s ' s = - f s s - f s = - f s - f

Passo 3

O comando fala da ampliação longitudinal (M) que nada mais é do que a taxa de variação de s’ à s, logo podemos reescrever:

M = d s ' d s = d d s s ' = d d s f s - f

Vamos desenrolar essa derivada pela regra do quociente, dessa forma:

M = d d s f s - f = s - f f - f s s - f 2 = - f 2 s - f 2 = - - f s - f 2

Beleza beleza, a gente sabe que M = - - f s - f 2 e m = - f s - f , portanto, está provadíssimo que m = M 2 .

Resposta

m = M 2

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