ENEM 2011 PPL — questão 59 de Física
Enunciado em texto
A figura mostra uma superfície refletora de formato parabólico, que tem sido utilizada como um fogão solar. Esse dispositivo é montado de tal forma que a superfície fique posicionada sempre voltada para o Sol. Neste, a panela deve ser colocada em um ponto determinado para maior eficiência do fogão.
[Foto: uma grande superfície espelhada em forma de cuia (parabólica), apoiada num suporte sobre a grama; uma panela fica presa por hastes no meio da abertura, um pouco acima do fundo da cuia.]
Disponível em: http://www.deltateta.com. Acesso em: 30 abr. 2010.
Considerando que a panela esteja posicionada no ponto citado, a maior eficiência ocorre porque os raios solares
a) refletidos passam por esse ponto, definido como ponto de reflexão.
b) incidentes passam por esse ponto, definido como vértice da parábola.
c) refletidos se concentram nesse ponto, definido como foco da parábola.
d) incidentes se concentram nesse ponto, definido como ponto de incidência.
e) incidentes e refletidos se interceptam nesse ponto, definido como centro de curvatura.
(Enunciado e figura: ENEM 2011 PPL (2ª aplicação), Caderno 3 – Branco — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: onde a panela deve ficar e por quê.
Passo 1 — a luz do Sol chega paralela. O Sol está tão longe que os seus raios chegam à Terra praticamente paralelos entre si. O fogão é sempre apontado para o Sol, então esses raios chegam paralelos ao eixo da parábola.
Passo 2 — a propriedade da parábola. Num espelho parabólico (côncavo), todo raio que chega paralelo ao eixo é refletido passando por um mesmo ponto: o foco. Toda a energia que bate na superfície espelhada vai parar ali. Uma panela colocada no foco recebe a luz do espelho inteiro e esquenta muito.
Por que não as outras: quem se concentra são os raios refletidos, não os incidentes, o que elimina (B), (D) e (E). “Ponto de reflexão” (A) e “ponto de incidência” (D) são os pontos da superfície onde cada raio bate, que são muitos, não um ponto especial. O vértice (B) é o fundo da parábola, e o centro de curvatura (E) não é o ponto de concentração: para raios paralelos, o ponto de encontro é o foco.
⚠️ A armadilha: a alternativa E, confundindo o centro de curvatura com o foco. No espelho côncavo, o foco fica no meio do caminho entre o vértice e o centro de curvatura, e é nele que os raios paralelos se encontram.
A ideia em uma frase: espelho parabólico manda todos os raios paralelos ao eixo para o foco, e é lá que se põe a panela.
Resposta: alternativa C (os raios refletidos se concentram no foco).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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