Física3ª sérieBNCC EM13CNT101Difícil⏱ longo

Considere um espelho esférico côncavo com distância focal f = 0,20 m. Um objeto de altura h = 0,050 m é…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Considere um espelho esférico côncavo com distância focal f = 0,20 m. Um objeto de altura h = 0,050 m é colocado sucessivamente em p = 8, p = 0,40 m, p = 0,30 m e p = 0,10 m. Usando 1/f = 1/p + 1/p' e m = -p'/p = h'/h, descreva e calcule posição p', altura h' e a natureza (real/virtual; direita/invertida) da imagem em cada caso.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Fórmulas: 1/f = 1/p + 1/p' (f=0,20 m), m = -p'/p = h'/h. 1) p = 8: p' = f = 0,20 m; h' ˜ 0 (imagem pontual no foco); real, invertida (formação de imagem de objeto à distância). 2) p = 0,40 m (2f): 1/p' = 1/0,20 - 1/0,40 = 5,0 - 2,5 = 2,5 ? p' = 0,40 m; m = -0,40/0,40 = -1 ? h' = -0,050 m (real, invertida, mesmo tamanho). 3) p = 0,30 m (>f, <2f): 1/p' = 5,0 - 3,333... = 1,6667 ? p' = 0,60 m; m = -0,60/0,30 = -2 ? h' = -0,100 m (real, invertida, ampliada 2×). 4) p = 0,10 m (<f): 1/p' = 5,0 - 10,0 = -5,0 ? p' = -0,20 m; m = -(-0,20)/0,10 = 2 ? h' = +0,100 m (virtual, direita, ampliada 2×). Observação: sinais segundo convenção usual (p>0 objeto real, p'>0 imagem real em frente ao espelho, f>0 côncavo). Rayos: para p>f imagem real e invertida; para p<f imagem virtual, direita e ampliada.

Explicação

A análise feita utiliza as fórmulas da óptica para calcular a posição e a altura da imagem formada pelo espelho côncavo, considerando as diferentes distâncias do objeto. Os resultados obtidos são consistentes com as propriedades dos espelhos esféricos, onde a natureza da imagem (real ou virtual) e sua orientação (direita ou invertida) dependem da posição do objeto em relação ao foco. A aplicação das convenções de sinais garante que as características da imagem sejam corretamente interpretadas em cada caso.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

espelho côncavo

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

fórmula de espelhos esféricos · magnificação de imagens

📚 Reveja

Revisar as propriedades dos espelhos esféricos e a formação de imagens.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a posição da imagem, utilizando a fórmula de forma incorreta e não considerando a natureza da imagem gerada pelo espelho côncavo.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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