UEA 2018 (SIS, 2ª série) — questão 49 de Física
Enunciado em texto
Um raio de luz, propagando-se pelo ar, atinge a superfície refletora de um espelho plano posicionado verticalmente e sofre reflexão. O raio refletido segue para a superfície de separação entre o ar e determinado líquido, horizontal, onde sofre refração, conforme indica a figura.
[Figura: à esquerda, um espelho plano vertical; no ponto de incidência há uma reta normal horizontal tracejada. O raio incidente chega de cima e da direita, formando 60° com o espelho e 30° com a normal; o raio refletido desce para a direita, formando 30° com a normal e 60° com o espelho. O raio refletido atinge a superfície horizontal entre o ar (em cima) e o líquido (embaixo), onde há uma normal vertical tracejada; no ar, o raio forma 30° com a superfície e 60° com a normal. No líquido, o raio refratado forma 50° com a superfície e 40° com a normal.]
As medidas do ângulo de incidência no espelho e a medida do ângulo de refração no líquido, nessa ordem, são
(A) 60º e 50º.
(B) 60º e 40º.
(C) 30º e 50º.
(D) 30º e 30º.
(E) 30º e 40º.
(Enunciado e figura: SIS UEA 2018, Prova de Acompanhamento II — UEA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Amazonas (UEA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o ângulo de incidência no espelho e o ângulo de refração no líquido, lidos na figura.
Passo 1 — a convenção. Em óptica geométrica, os ângulos de incidência, reflexão e refração são sempre medidos em relação à normal, a reta perpendicular à superfície no ponto em que o raio a atinge, e não em relação à própria superfície.
Passo 2 — no espelho. O espelho é vertical, então a normal é horizontal (a tracejada). O raio incidente faz 60° com o espelho e 30° com a normal. O ângulo de incidência é 30° (e o de reflexão também é 30°, como deve ser pela lei da reflexão).
Passo 3 — no líquido. A superfície é horizontal e a normal é vertical. O raio refratado faz 50° com a superfície e 40° com a normal. O ângulo de refração é 40°.
Conferindo: no ar o raio faz 60° com a normal e no líquido 40°: o raio se aproximou da normal ao entrar no líquido, o que é esperado, porque o líquido é mais refringente que o ar. Pela lei de Snell, , um valor típico de líquido.
⚠️ A armadilha: ler os ângulos com a superfície: 60° no espelho e 50° no líquido (alternativa A). Com o espelho e com a superfície, não; é sempre com a normal.
A ideia em uma frase: ângulos de incidência e de refração são medidos a partir da normal, nunca a partir da superfície.
Resposta: alternativa E (30° e 40°).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.