FMJ 2019 — questão 58 de Física
Enunciado em texto
O calor gerado pelo reflexo do Sol nas janelas de um arranha-céu em Londres foi responsável por derreter partes de um carro que estava estacionado próximo ao edifício. Esse fenômeno aconteceu devido ao design levemente curvo do edifício, como mostra a foto. Os reflexos dos raio solares convergiram, concentrando sua luz para o local no qual o carro estava estacionado.
[Foto: um arranha-céu de fachada de vidro, levemente curva, visto de baixo contra o céu escuro. Uma grande mancha de luz muito brilhante, o reflexo do Sol, aparece na fachada. Em primeiro plano, prédios antigos mais baixos e a torre pontuda de uma igreja.]
(www.bbc.com, 04.09.2013. Adaptado.)
De acordo com essas informações, pode-se afirmar que
(A) a fachada do arranha-céu funcionou como um espelho côncavo e o carro situava-se próximo do ponto focal desse espelho.
(B) a fachada do arranha-céu funcionou como uma lente divergente e o carro situava-se próximo do centro de curvatura dessa lente.
(C) a fachada do arranha-céu funcionou como uma lente convergente e o carro situava-se próximo do ponto focal dessa lente.
(D) a fachada do arranha-céu funcionou como um espelho convexo e o carro situava-se próximo do ponto focal desse espelho.
(E) a fachada do arranha-céu funcionou como um espelho côncavo e o carro situava-se próximo do centro de curvatura desse espelho.
(Enunciado e figura: Vestibular FMJ 2019, Medicina, Prova II — FMJ/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Jundiaí (FMJ) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: que tipo de sistema óptico a fachada foi e onde, em relação a ele, estava o carro.
Passo 1 — espelho ou lente? O texto fala em reflexo: a luz voltou da fachada para o lado de onde veio, até a rua. Isso é espelho. Lente é o que a luz atravessa (refração), e aí a luz concentrada iria parar dentro do prédio, não na rua. Isso elimina (B) e (C).
Passo 2 — côncavo ou convexo? Os raios refletidos convergiram, concentrando a luz num lugar. Espelho que faz raios convergirem é o côncavo (a fachada curva “abraça” a rua, como o lado de dentro de uma colher). O espelho convexo espalha os raios refletidos. Isso elimina (D).
Passo 3 — foco ou centro de curvatura? O Sol está muito longe, então os raios dele chegam praticamente paralelos. Num espelho côncavo, raios que chegam paralelos ao eixo se refletem passando pelo foco principal. É ali que a luz (e o calor) se concentra; o carro estava perto do foco.
Por que não a E: o centro de curvatura fica ao dobro da distância focal. Raios que passam pelo centro de curvatura voltam sobre si mesmos; não é lá que raios paralelos se concentram.
⚠️ A armadilha: ficar entre A e E e escolher o centro de curvatura por ser “o centro do espelho”. Quem concentra a luz de uma fonte muito distante, como o Sol, é o foco. É o mesmo princípio dos fornos solares, que usam espelhos côncavos.
A ideia em uma frase: raios de Sol chegam paralelos; refletidos num espelho côncavo, eles se concentram no foco.
Resposta: alternativa A.
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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