Questões de Concurso sobre Espelhos Esféricos

Durante um experimento em um laboratório de óptica, um pesquisador posiciona um espelho esférico côncavo de distância focal f = 20 cm sobre uma bancada. Um pequeno ponto luminoso (objeto) se movimenta perpendicularmente ao eixo principal do espelho, a uma distância de 30 cm de seu vértice, com velocidade constante de módulo v = 2,0 cm/s. Sabendo que o movimento é suficientemente lento para considerar as aproximações da óptica geométrica válidas, determine o módulo da velocidade da imagem projetada em um anteparo convenientemente posicionado e assinale a alternativa correta.

Mirascópio 3D: produtor de ilusão instantânea

O equipamento ilustrado na figura, de dimensões apresentadas no esquema, é composto por dois espelhos côncavos E₁ e E₂, apoiados um sobre o outro por suas bordas, de tal forma que o vértice de E₁ coincide com o foco de E₂ e vice-versa. Na abertura circular de E₂, é formada uma imagem tridimensional de um objeto posicionado sobre o vértice de E₁. Essa imagem é formada a partir dos raios procedentes do objeto, refletidos por E₂ e E₁, respectivamente, conforme o esquema. Os observadores julgam visualizar o objeto quando estão, de fato, visualizando sua imagem. O efeito só é possível porque as superfícies de ambos os espelhos são de extrema qualidade.

A natureza da imagem formada e a distância vertical entre cada ponto objeto e seu correspondente ponto imagem são

Por vezes à noite há um rosto

Que nos olha do fundo de um espelho

E a arte deve ser como esse espelho

Que nos mostra o nosso próprio rosto.

(Jorge Luis Borges)

Em Filosofia é comum discutir as reflexões internas, que incidem e voltam para dentro do nosso eu. Na Física tratamos das reflexões externas utilizando diferentes tipos de superfícies refletoras onde, apenas observando as imagens formadas, podemos identificar o tipo de espelho que a produziu.

(https://pt.great-spacing.com/publication/31094/)

Na imagem, tirada no final dos anos 80, observamos alguns técnicos trabalhando no espelho principal do telescópio Hubble. Pelas características da imagem, podemos identificar que o espelho do Hubble é do tipo

Dois espelhos esféricos côncavos A e B estão dispostos de modo que suas superfícies refletoras estão voltadas um para o outro compartilhando o mesmo eixo principal, em uma distância de 40 cm entre seus vértices. Um objeto real é posicionado sobre o eixo principal no ponto médio entre os espelhos. Os focos desses espelhos são F_A = 30 cm e F_B = 20 cm. Os dois espelhos são afastados convenientemente para que que as imagens do objeto conjugadas por eles estejam na mesma posição. Para que isso ocorra, a nova distância entre os espelhos deve ser de

Uma haste foi colocada a 1,5 m de um espelho esférico. Ela está sobre o eixo principal e perpendicular a ele. A imagem é formada entre o objeto e o espelho, a 1,2 m do espelho. Quando a haste é aproximada em 1,1 m do espelho, a distância, em m, entre a imagem e o objeto será de:

Quando observamos uma vela colocada em frente a um espelho esférico côncavo, de tal maneira que ela esteja posicionada relativamente ao espelho no eixo principal além do centro de curvatura C do espelho, quais devem ser as características da imagem? Assuma que a reflexão no espelho esférico obedece à condição de nitidez de Gauss.

Assinale a alternativa que corretamente que define as propriedades da imagem formada:

Os espelhos esféricos possuem propriedades ópticas diversas são utilizados nas mais variadas aplicações, pode-se citar o uso de espelhos convexos em saídas de veículos (garagens, estacionamentos), esses espelhos também são utilizados nos retrovisores de automóveis, principalmente em caminhões e carretas. Já os espelhos côncavos são utilizados em consultórios odontológicos e na construção telescópios. Esses são apenas alguns exemplos de uso desses tipos de espelhos, baseado em seus conhecimentos sobre formação de imagens em espelhos esféricos e suas classificações analise as afirmativas abaixo:

I. A formação da imagem em espelhos convexos é sempre classificada como: Virtual, Direita e Menor. E são muito utilizados para ampliar o campo de visão;

II. Quando o objeto se encontra muito distante da superfície refletora de um espelho côncavo, ou seja, muito antes do seu centro de curvatura, a imagem formada é classificada como: Real, Invertida e Menor. Os telescópios newtonianos usam essa propriedade óptica.

III. Quando o objeto se encontra muito próximo da superfície refletora de um espelho côncavo, ou seja, numa distância inferior ao comprimento focal do espelho, a imagem formada é classificada como: Virtual, Direita e Maior. Essas propriedades ópticas são utilizadas em espelhos bucais odontológicos.

Estão CORRETAS as afirmativas:

Um objeto de 10 cm de altura é colocado em frente a um espelho côncavo de 20 cm de raio de curvatura. Sabendo-se que o objeto está a 5 cm do vértice do espelho, qual será o tamanho da imagem formada?

Os espelhos esféricos são sistemas ópticos formados com base em calotas polidas e refletoras, podendo formar imagens tanto reais, quanto virtuais. Existem dois tipos de espelhos esféricos: côncavo e convexo. Suponha que um objeto é colocado a 20 cm de um espelho côncavo de 15 cm de distância focal. A imagem formada será:

A imagem formada por um espelho convexo em relação ao objeto é:

Duas calotas esféricas idênticas são espelhadas em lados diferentes de modo a formarem o espelho convexo ($\alpha$₁), e o espelho côncavo (α₂), ambos gaussianos. Eles são dispostos com seus respectivos eixos principais sobre a reta r, conforme representado no desenho a seguir. Entre os espelhos, no centro de curvatura de α₂ e a 2,0 mm do vértice de α₁, é colocado um ponto luminoso O sobre a reta r. Sabendo que a distância focal de α₁ é 1,0 mm, a distância entre a primeira imagem do ponto luminoso formada por α₁ e a primeira imagem do ponto luminoso formada por α₂ é de, aproximadamente:

Um objeto real foi colocado sobre o eixo principal a uma distância x do vértice de um espelho esférico côncavo, cujo raio de curvatura é de 20 cm. A imagem invertida desse objeto é formada a 15 cm do vértice do espelho. Quando este mesmo objeto é colocado sobre o eixo principal e a mesma distância x do vértice de um espelho esférico convexo, de raio de curvatura igual a 40 cm, a imagem agora será formada a uma distância de ____ cm do vértice. Os dois espelhos obedecem às condições de Gauss.

Dentre as alternativas a seguir, assinale a que preenche corretamente a lacuna no texto.

Assinale a alternativa CORRETA:

Um objeto foi colocado a uma distância de 100 cm de um espelho esférico de Gauss que possui raio de curvatura igual a 27,40 cm. Assinale a alternativa que apresenta o valor da distância focal desse espelho esférico.

Considere um teste em que uma pessoa fará testes com espelhos: um plano e outro côncavo. A montagem é apresentada abaixo onde o emoji representa a pessoa, o coração é o objeto, ambos mantidos fixos. As dimensões e características físicas do observador e do objeto não devem ser consideradas, assim como questões de altura e posicionamento que não estejam contidas no corte do plano indicado, que contém todos os raios de luz relevantes à análise. Os espelhos são representados por linhas sólidas e um espelho substitui o outro na posição indicada em cada teste. O espelho convexo tem em C seu centro de curvatura, e as linhas tracejadas são uma referência sugerida.

Assinale a alternativa que tem uma afirmação correta.

Uma fonte luminosa pontual é colocada sobre o eixo principal de um espelho côncavo, a 3cm do foco. A imagem conjugada pelo espelho se forma a 12cm do foco.

A distância focal do espelho é de

Prismas, lentes, espelhos, fotômetros são exemplos de

Fogão solar diminui consumo de lenha

Uma solução engenhosa e barata para cozinhar alimentos utilizando apenas energia solar foi apresentada ao Ministério do Meio Ambiente no começo de janeiro pelo engenheiro civil e professor aposentado da Universidade Federal da Paraíba (UFPB), Arnaldo Moura Bezerra. O fogão solar é um aparelho feito de folhas de alumínio fixadas sobre uma superfície de fibra de vidro em forma de parabólica. Com o sol a pino, a energia solar é captada pelo aparelho e dirigida para o ponto onde a panela é colocada. O fogão ferve água em 15 minutos, cozinha 250 gramas de arroz em 38 minutos e 500 gramas de feijão em 1 hora e 40 minutos. “O aparelho é próprio para regiões áridas, onde há muito sol e pouca lenha”, diz Bezerra, que gastou R$ 150 para fazer o protótipo.

Fonte: https://revistapesquisa.fapesp.br/fogao-solar-diminui-consumo-de-lenha/ Acessado em: 15/10/2022.

Admitindo-se que o mesmo fogão solar seja feito em uma forma esférica de material refletor, com um raio de curvatura de 3 m e que o foco do espelho é a posição ideal para colocar a panela nesse fogão, para aproveitar o máximo do calor para o cozimento do alimento. Qual é a posição do foco neste caso?

Espelhos esféricos são sistemas ópticos de propriedades reflexivas com a capacidade de ampliar ou diminuir as imagens formadas. Esses espelhos são amplamente utilizados em nosso cotidiano, como nos retrovisores laterais do carro e nos espelhos de segurança em lojas.

Para um experimento hipotético, suponha que um objeto de 8 cm de altura será colocado a 12 cm de um espelho esférico e que a imagem formada será real e estará localizada a 4 cm deste espelho. Qual o tipo de espelho utilizado e o valor da sua distância focal?

Um objeto real de altura H foi colocado em frente a um espelho, esférico e estigmático, perpendicularmente sobre o eixo principal deste. A distância entre o objeto e a imagem é de 75 cm. A imagem conjugada é virtual, direita e apresenta uma altura de ¼ de H. Portanto, pode-se concluir, corretamente, que se trata de um espelho __________ com a distância focal igual a ______ cm.

Assinale, entre as alternativas a seguir, aquela que preenche corretamente e respectivamente as lacunas do texto anterior