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Para produzirmos uma imagem desse mesmo objeto e com as mesmas características, utilizando, porém, um espelho esférico, cujo raio de curvatura é ig...

Para produzirmos uma imagem desse mesmo objeto e com as mesmas características, utilizando, porém, um espelho esférico, cujo raio de curvatura é igual a 20 cm, a que distância do vértice, em cm da superfície refletora do espelho ele deverá ser posicionado, perpendicularmente ao seu eixo principal?
a) 20
b) 25
c) 50
d) 75

Essa pergunta também está no material:

ÓPTICA - LISTA4
14 pág.

Física Colegio AnchietaColegio Anchieta

Respostas

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Para determinar a distância do objeto ao espelho esférico, utilizando a equação de Gauss, temos: 1/f = 1/p + 1/p' Onde f é a distância focal do espelho, p é a distância do objeto ao espelho e p' é a distância da imagem ao espelho. Como o espelho é esférico e o raio de curvatura é de 20 cm, a distância focal é f = R/2 = 10 cm. A imagem formada pelo espelho esférico é virtual e direita, portanto, p' é negativo. Substituindo os valores na equação de Gauss, temos: 1/10 = 1/p - 1/p' 1/p = 1/10 + 1/p' 1/p = (p' + 10)/10p' p = 10p'/(p' + 10) A distância do objeto ao espelho é dada por p. Como queremos a distância do objeto ao vértice do espelho, precisamos calcular a distância do vértice ao foco e somar com a distância focal. A distância do vértice ao foco é igual ao raio de curvatura R, que é 20 cm. Portanto, a distância do objeto ao vértice é: p + 20 = 10p'/(p' + 10) + 20 Para encontrar o valor de p', podemos usar a equação do aumento lateral: A = -p'/p O aumento lateral é igual à razão entre o tamanho da imagem e o tamanho do objeto. Como a imagem é virtual e direita, o aumento lateral é negativo e menor que 1. A imagem formada pelo espelho esférico é semelhante ao objeto, portanto, o aumento lateral é dado por: A = -di/do Onde di é a distância da imagem ao espelho e do é a distância do objeto ao espelho. Como a imagem tem as mesmas características do objeto, a distância da imagem ao espelho é igual à distância do objeto ao espelho: di = do Substituindo na equação do aumento lateral, temos: A = -1 Agora podemos resolver a equação do aumento lateral para encontrar p': A = -p'/p -1 = -p'/p p' = p Substituindo na equação da distância do objeto ao vértice, temos: p + 20 = 10p'/(p' + 10) + 20 p + 20 = 10p/(p + 10) + 20 p(p + 10) = 10p p^2 + 10p - 10p = 0 p^2 = 0 p = 0 Portanto, o objeto deve ser colocado no vértice do espelho esférico, a uma distância de 20 cm da superfície refletora do espelho. A alternativa correta é a letra A).

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