UEM 2019 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 29 de Física

Enunciado em texto
Um objeto puntiforme está localizado sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo (espelho de Gauss), a uma distância do vértice do espelho. Nessas condições, a imagem real do objeto também está localizada sobre o eixo, a uma distância do vértice (com ). Considere que é o raio de curvatura do espelho e que é o segmento de reta delimitado pelo centro de curvatura e pelo vértice . Sobre esse sistema, assinale o que for correto.
(01) A distância focal do espelho é igual a .
(02) Se o raio de curvatura do espelho for numericamente igual a , a distância do objeto ao vértice será numericamente igual a .
(04) Se a distância entre o objeto e sua imagem for igual a , então a distância do objeto ao vértice será igual a .
(08) O foco principal situa-se no ponto médio do segmento .
(16) Os focos secundários do espelho estão localizados sobre seu eixo principal, na região delimitada pelo segmento .
(Enunciado: Vestibular UEM 2019 (Verão), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: manipular a equação de Gauss, , com .
(01) Verdadeira.
Dividindo numerador e denominador por : .
(02) Verdadeira. Com , temos . Na equação de Gauss:
(04) Verdadeira. Objeto e imagem estão do mesmo lado do espelho e , então :
Como tem de ser positivo, , e só o sinal + serve: .
(08) Verdadeira. Nas condições de Gauss, : o foco principal fica no meio do caminho entre e .
(16) Falsa. Os focos secundários (onde convergem feixes paralelos inclinados em relação ao eixo) ficam no plano focal, perpendicular ao eixo principal e passando pelo foco principal. Sobre o eixo só há o foco principal.
⚠️ A armadilha: na (04), esquecer de descartar a raiz . Ela daria e, portanto, negativo, o que contradiz a imagem real.
A ideia em uma frase: Gauss com f = R/2 resolve tudo; e os focos secundários moram no plano focal, não no eixo.
Resposta: soma 15 (01 + 02 + 04 + 08).
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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