Em uma aula de Física, uma estudante usa dois espelhos esféricos, ambos com distância focal de 20 cm. No…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma aula de Física, uma estudante usa dois espelhos esféricos, ambos com distância focal de 20 cm. No espelho côncavo, ela coloca um objeto a 60 cm do vértice, portanto a 3f. No espelho convexo, coloca outro objeto a 30 cm do vértice. Em ambos os casos, os objetos estão diante dos espelhos e são menores que eles. Com base nessas condições experimentais, qual comparação descreve corretamente as imagens formadas pelo espelho côncavo e pelo espelho convexo, respectivamente?
- A) O espelho côncavo forma imagem virtual, invertida e maior; o espelho convexo forma imagem real, direita e maior.
- B) O espelho côncavo forma imagem real, invertida e menor; o espelho convexo forma imagem virtual, direita e menor.
- C) O espelho côncavo forma imagem real, direita e menor; o espelho convexo forma imagem virtual, invertida e menor.
- D) O espelho côncavo forma imagem virtual, direita e menor; o espelho convexo forma imagem virtual, direita e menor.
- E) O espelho côncavo forma imagem real, invertida e maior; o espelho convexo forma imagem virtual, direita e menor.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Dados do espelho côncavo: f = 20 cm (foco positivo, pois é côncavo) e p = 60 cm (objeto real, à frente do espelho). Passo 2: Pela equação de Gauss, 1/f = 1/p + 1/p', temos 1/20 = 1/60 + 1/p', logo 1/p' = 3/60 - 1/60 = 2/60 = 1/30, e p' = 30 cm (positivo, portanto imagem real). Passo 3: O aumento linear é A = -p'/p = -30/60 = -0,5. Como o módulo é menor que 1 e o sinal é negativo, a imagem é menor e invertida. Assim, o côncavo forma imagem real, invertida e menor. Passo 4: Para o espelho convexo, f = -20 cm (foco negativo) e p = 30 cm. Pela equação de Gauss, 1/p' = 1/f - 1/p = -1/20 - 1/30 = -5/60 = -1/12, logo p' = -12 cm (negativo, portanto imagem virtual). Passo 5: O aumento é A = -p'/p = 12/30 = 0,4. Como A é positivo, a imagem é direita, e como |A| é menor que 1, é menor. Assim, o convexo forma imagem virtual, direita e menor. Passo 6: Conclusão: a alternativa B descreve corretamente as duas imagens, e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque inverte o tipo de imagem do côncavo e do convexo. A alternativa C está errada porque atribui ao côncavo uma imagem direita, o que só ocorre com objeto entre o foco e o vértice. A alternativa D está errada porque o côncavo, com objeto além do centro de curvatura, não forma imagem virtual. A alternativa E está errada porque imagem real, invertida e maior exige objeto entre o foco e o centro de curvatura, o que não é o caso de p = 3f.
💡 Dica: Liste as características de cada tipo de espelho antes de comparar.
Alternativa por alternativa
Acredita que o côncavo forma imagem virtual e maior com objeto a 3f, como se o objeto estivesse entre o foco e o vértice, e troca o comportamento do convexo, atribuindo a ele imagem real e maior.
No espelho côncavo, quando o objeto está além do centro de curvatura, como ocorre em 3f, a imagem é real, invertida e menor, formando-se entre o foco e o centro de curvatura. No espelho convexo, qualquer objeto real diante do espelho produz imagem virtual, direita e menor, formada atrás do espelho.
Supõe que imagem real sempre aparece direita e que o convexo forma imagem invertida, misturando as propriedades dos dois tipos de espelho.
Aplica a intuição do cotidiano, em que espelhos de maquiagem e retrovisores mostram imagens virtuais e direitas, e generaliza esse resultado para o côncavo a 3f, sem calcular a posição da imagem.
Confunde a posição do objeto, achando que 3f já é uma distância entre f e 2f, e por isso atribui ao côncavo imagem real, invertida e maior, que só ocorre entre f e 2f.
Raio-X da questão
espelhos côncavos e convexos
fixacao
formacao de imagens em espelhos · tipos de espelhos
Revisar as propriedades de formação de imagens em espelhos.
Confundir o tipo de imagem formada por espelhos côncavos e convexos, atribuindo imagens reais a ambos.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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