FMJ 2020 — questão 57 de Física
Enunciado em texto
Um menino observou que os raios da luz solar atingiam seus olhos paralelamente ao solo, plano e horizontal, após refletirem no vidro plano de um automóvel.
[Figura: o vidro do automóvel é um segmento inclinado que sobe para a esquerda, formando 50º com uma linha horizontal. Um raio solar vem do alto, da direita, descendo para a esquerda, e atinge o vidro; o ângulo θ é marcado entre esse raio e uma linha vertical que passa pelo ponto de incidência (rotulada “Vertical”). Depois de refletir, o raio segue na horizontal, para a direita, até os olhos do menino, que está em pé à frente do carro.]
Sabendo que o raio incidente e o raio refletido estavam em um mesmo plano vertical e que a inclinação do vidro do automóvel em relação à horizontal era de 50º, o menino conclui que a inclinação θ dos raios incidentes no vidro em relação à vertical era de
(A) 20º
(B) 15º
(C) 10º
(D) 30º
(E) 25º
(Enunciado e figura: Vestibular FMJ 2020, 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: o ângulo entre o raio de sol que chega ao vidro e a vertical.
Passo 1 — o ângulo do raio refletido com o vidro. O raio refletido é horizontal, e o vidro faz 50º com a horizontal. Então o raio refletido forma 50º com a superfície do vidro.
Passo 2 — lei da reflexão. O ângulo de incidência é igual ao de reflexão; medindo a partir da superfície do espelho, isso quer dizer que o raio incidente também forma 50º com o vidro, só que do outro lado da normal.
Passo 3 — de “50º com o vidro” para “ângulo com a vertical”. O vidro faz 50º com a horizontal, logo faz 40º com a vertical:
Subindo pelo vidro a partir do ponto de incidência, a vertical está 40º afastada dele, e o raio incidente está 50º afastado dele, do mesmo lado. O raio passa 10º além da vertical:
Conferindo pela normal: a normal ao vidro é perpendicular a ele, então faz 90º − 50º = 40º com a horizontal, isto é, 40º com o raio refletido. Pela lei da reflexão, o raio incidente faz outros 40º com a normal, do outro lado. Entre o raio que vai ao menino (horizontal) e a direção de onde vem o sol há 40º + 40º = 80º; logo, os raios de sol fazem 80º com a horizontal e 90º − 80º = 10º com a vertical.
⚠️ A armadilha: tentar medir θ no desenho, que exagera o ângulo (parece algo entre 25º e 30º, alternativas E ou D). A resposta tem de sair da lei da reflexão, não da régua.
A ideia em uma frase: raio incidente e refletido fazem ângulos iguais com o espelho: com o refletido horizontal e o vidro a 50º, o incidente fica a 10º da vertical.
Resposta: alternativa C (10º).
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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