Provão Paulista 2025 (3ª série, 2ª aplicação) — questão 29 de Física
Enunciado em texto
Uma vela O, com 20 cm de altura, é colocada de pé e acesa sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo E, a 40 cm de seu vértice V. O espelho obedece às condições de nitidez de Gauss e tem seu foco principal localizado em F e seu centro de curvatura em C, conforme mostrado na figura.
[Figura: malha quadriculada em que cada quadradinho tem 10 cm de lado. O espelho E é desenhado como um segmento vertical, com a face refletora voltada para a direita, cortando o eixo principal (linha horizontal) no vértice V. Sobre o eixo, à direita de V, estão F, a 2 quadradinhos (20 cm), e C, a 4 quadradinhos (40 cm). A vela o, com 2 quadradinhos de altura, está de pé sobre o eixo, em C, com a chama para cima.]
O esquema que caracteriza a imagem i conjugada pelo espelho é:
(A) [Esquema: a imagem i está em C, invertida (chama para baixo), abaixo do eixo, com 2 quadradinhos de altura, o mesmo tamanho da vela.]
(B) [Esquema: a imagem i está em F, invertida, abaixo do eixo, com 2 quadradinhos de altura.]
(C) [Esquema: a imagem i está entre V e F, a 1 quadradinho de V, invertida, abaixo do eixo, com 1 quadradinho de altura.]
(D) [Esquema: a imagem i está atrás do espelho, à esquerda de V, a 2 quadradinhos dele, direita (chama para cima), com 1 quadradinho de altura.]
(E) [Esquema: a imagem i está à direita de C, a 6 quadradinhos de V, invertida, abaixo do eixo, com 2 quadradinhos de altura.]
(Enunciado e figura: Provão Paulista Seriado 2025, 2ª aplicação — SEDUC-SP/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Secretaria da Educação do Estado de São Paulo (SEDUC-SP) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: onde se forma a imagem da vela, e com que orientação e tamanho.
Passo 1 — os dados. Pela malha, F está a 20 cm de V e C a 40 cm. Então f = 20 cm, e a vela está a p = 40 cm = 2f, exatamente no centro de curvatura.
Passo 2 — a posição da imagem (equação de Gauss):
Positiva: imagem real, na frente do espelho, também em C.
Passo 3 — tamanho e orientação:
Aumento −1: imagem invertida e do mesmo tamanho (20 cm, 2 quadradinhos), abaixo do eixo. É o esquema A.
Conferindo pelos raios: um raio que sai do topo da chama passando por C volta sobre si mesmo; um raio paralelo ao eixo reflete passando por F. Os dois se cruzam 20 cm abaixo do eixo, na vertical de C.
Por que não as outras: a imagem em F (B) é a de um objeto muito distante; a imagem menor entre V e F (C) não acontece em espelho côncavo com objeto real; a imagem virtual e direita atrás do espelho (D) só aparece com o objeto entre F e V; e a imagem além de C (E) seria de um objeto entre F e C.
⚠️ A armadilha: achar que a imagem se forma no foco (alternativa B). Só os raios que chegam paralelos ao eixo, de um objeto muito longe, se juntam em F; com a vela a 40 cm, a imagem fica a 40 cm.
A ideia em uma frase: no espelho côncavo, objeto no centro de curvatura dá imagem real, invertida e do mesmo tamanho, também no centro de curvatura.
Resposta: alternativa A (imagem em C, invertida e do mesmo tamanho).
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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