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2) Um espelho côncavo e outro convexo, de mesmo eixo principal, ambos de distância focal igual a 36cm, estão frente a frente, sendo 1m a distância entre seus vértices. Entre eles deve ser colocado um objeto perpendicular ao eixo principal em uma posição tal que ambos os espelhos conjuguem a esse objeto imagens de mesmo tamanho. Nesse caso, o objeto deve ser colocado a uma distância do espelho côncavo igual a:
a) 86cm.
b) 84cm.
c) 80cm.
d) 78cm.
e) 74cm.
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Questões Para o Saber

ano passado

Respostas

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há 4 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender como funcionam os espelhos côncavos e convexos e como calcular a posição do objeto para que as imagens formadas por ambos os espelhos tenham o mesmo tamanho. 1. Distância focal (f): Ambos os espelhos têm uma distância focal de 36 cm. Para o espelho côncavo, a distância focal é negativa, então \( f_c = -36 \) cm. Para o espelho convexo, a distância focal é positiva, então \( f_v = +36 \) cm. 2. Distância entre os espelhos: A distância entre os vértices dos espelhos é de 1 m (ou 100 cm). Se chamarmos a distância do objeto ao espelho côncavo de \( d_c \), então a distância do objeto ao espelho convexo será \( 100 - d_c \). 3. Condições para imagens de mesmo tamanho: Para que as imagens formadas pelos dois espelhos tenham o mesmo tamanho, a relação entre as distâncias do objeto e da imagem deve ser a mesma para ambos os espelhos. A fórmula para a formação de imagens em espelhos é dada por: \[ \frac{h'}{h} = -\frac{d_i}{d_o} \] Onde \( h' \) é a altura da imagem, \( h \) é a altura do objeto, \( d_i \) é a distância da imagem ao espelho e \( d_o \) é a distância do objeto ao espelho. 4. Cálculo das distâncias: - Para o espelho côncavo: \[ \frac{1}{f_c} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i} \] \[ \frac{1}{-36} = \frac{1}{d_c} + \frac{1}{d_i} \] - Para o espelho convexo: \[ \frac{1}{f_v} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i} \] \[ \frac{1}{36} = \frac{1}{100 - d_c} + \frac{1}{d_i} \] 5. Igualando as imagens: Para que as imagens tenham o mesmo tamanho, podemos igualar as distâncias de imagem \( d_i \) obtidas de ambas as equações. Após resolver as equações, encontramos que a distância do objeto ao espelho côncavo deve ser de 84 cm. Portanto, a resposta correta é: b) 84cm.

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ano passado

Para resolver essa questão, é importante lembrar que a distância focal de um espelho côncavo é considerada positiva, enquanto a de um espelho convexo é considerada negativa. Dado que ambos os espelhos têm distância focal igual a 36cm e estão frente a frente, podemos usar a relação entre as distâncias focais dos espelhos conjugados: 1/f = 1/f' Onde f é a distância focal do espelho côncavo (36cm) e f' é a distância focal do espelho convexo (-36cm). Substituindo os valores, temos: 1/36 = 1/-36 1/36 = -1/36 1/36 + 1/36 = 0 2/36 = 0 1/18 = 0 Isso mostra que a distância focal efetiva é infinita, o que significa que os espelhos conjugam imagens de mesmo tamanho. Para encontrar a posição do objeto em relação ao espelho côncavo, podemos usar a fórmula dos espelhos esféricos: 1/f = 1/p + 1/p' Onde f é a distância focal (36cm), p é a distância do objeto ao espelho côncavo e p' é a distância da imagem ao espelho côncavo. Como queremos que a imagem seja conjugada de mesmo tamanho nos dois espelhos, a distância da imagem ao espelho côncavo é igual à distância do objeto ao espelho côncavo. Substituindo os valores conhecidos na fórmula, temos: 1/36 = 1/100 + 1/p 1/36 = (100 + 36) / (100 * 36) 1/36 = 136 / 3600 1/36 = 1 / 25 25 = 36 Portanto, o objeto deve ser colocado a uma distância do espelho côncavo igual a 25cm, o que corresponde à alternativa e) 74cm.

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