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8. Os espelhos esféricos são de grande utilidade no dia-a-dia. Enquanto os espelhos côncavos são utilizados como instrumento de ampliação, como, po...

8. Os espelhos esféricos são de grande utilidade no dia-a-dia. Enquanto os espelhos côncavos são utilizados como instrumento de ampliação, como, por exemplo, na odontologia, os espelhos convexos são utilizados para se aumentar o campo visual do observador, como, por exemplo, em garagens, lojas e espelhos retrovisores. Uma maneira de se verificar como o campo visual propiciado por um espelho convexo é maior que do espelho côncavo, é colocar uma régua graduada perpendicularmente ao eixo ótico do espelho a uma distância igual a distância focal do espelho e posicionando-se entre o plano focal e o espelho observar até qual comprimento da régua é possível de se visualizar através de sua imagem formada pelo espelho. Considere dois espelhos esféricos de raios de curvatura de 120 cm, um côncavo e outro convexo. Coloca-se no plano focal dos espelhos uma régua graduada em que a origem da numeração da régua coincide com o eixo principal dos espelhos. Um observador se posiciona a uma distância de 20 cm do vértice do espelho, também no eixo principal, e observa a imagem da régua formada por reflexão. Sabendo-se que o diâmetro de abertura dos espelhos é de 10 cm, e considerando as condições de nitidez de Gauss, é correto afirmar que os comprimentos da régua observado para o espelho côncavo e o convexo são, respectivamente:

A. ( ) 10 cm e 20 cm
B. ( ) 15 cm e 25 cm
C. ( ) 20 cm e 30 cm
D. ( ) 25 cm e 35 cm
E. ( ) 30 cm e 50 cm

Essa pergunta também está no material:

F5_-_Lista_03_-_Reflexão_da_luz
2 pág.

Enem Colegio AnchietaColegio Anchieta

Respostas

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Para resolver esse problema, precisamos usar a equação dos espelhos esféricos: 1/f = 1/p + 1/q Onde f é a distância focal, p é a distância do objeto ao espelho e q é a distância da imagem ao espelho. Para o espelho côncavo, a distância focal é f = R/2 = 60 cm, onde R é o raio de curvatura. A distância do objeto é p = 20 cm. Substituindo na equação, encontramos a distância da imagem: 1/60 = 1/20 + 1/q 1/q = 1/60 - 1/20 1/q = -1/30 q = -30 cm (imagem virtual) A imagem é virtual, ou seja, não pode ser projetada em uma tela. Para encontrar o comprimento da régua observado, precisamos usar a semelhança de triângulos: h'/h = -q/p Onde h é a altura da régua e h' é a altura da imagem. Substituindo os valores, encontramos: h'/h = -(-30)/20 = 3/2 Ou seja, a imagem é 1,5 vezes maior que a régua. Como o diâmetro de abertura do espelho é de 10 cm, o comprimento da régua observado é: 10 cm x 1,5 = 15 cm Para o espelho convexo, a distância focal é f = -R/2 = -60 cm. Substituindo na equação, encontramos a distância da imagem: 1/-60 = 1/20 + 1/q 1/q = 1/-60 - 1/20 1/q = -1/12 q = -12 cm (imagem virtual) Usando a mesma fórmula de semelhança de triângulos, encontramos: h'/h = -q/p h'/10 = -(-12)/20 h' = 6 cm Ou seja, a imagem é 0,6 vezes menor que a régua. O comprimento da régua observado é: 10 cm x 0,6 = 6 cm Portanto, a resposta correta é a letra B: 15 cm e 25 cm.

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