UEMG 2015 — questão 17 de Física
Enunciado em texto
Um espelho reflete raios de luz que nele incidem. Se usássemos os espelhos para refletir, quantas reflexões interessantes poderíamos fazer. Enquanto a filosofia se incumbe de reflexões internas, que incidem e voltam para dentro da pessoa, um espelho trata de reflexões externas.
Mas, como escreveu Luiz Vilela, “você verá.”
Você está diante de um espelho plano, vendo-se totalmente. Num certo instante, e é disso que é feita a vida, de instantes, você se aproxima do espelho a 1,5 m/s e está a 2,0 m de distância do espelho.
Nesse instante, a sua imagem, fornecida pelo espelho, estará
A) a 2,0 m de distância do espelho, com uma velocidade de 3,0 m/s em relação a você.
B) a 2,0 m de distância do espelho, com uma velocidade de 1,5 m/s em relação a você.
C) a uma distância maior que 2,0 m do espelho, com uma velocidade de 3,0 m/s em relação ao espelho.
D) a uma distância menor que 2,0 m do espelho, com uma velocidade de 1,5 m/s em relação ao espelho.
(Enunciado: Processo Seletivo UEMG 2015 — Universidade do Estado de Minas Gerais.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG).
Resolução comentada
O que a questão pede: onde está a imagem e com que velocidade ela se move, num espelho plano, quando você se aproxima dele.
Passo 1 — a posição da imagem. No espelho plano, a imagem é simétrica ao objeto em relação ao espelho: fica à mesma distância, do outro lado. Se você está a 2,0 m do espelho, sua imagem está a 2,0 m atrás dele (e a 4,0 m de você).
Passo 2 — a velocidade em relação ao espelho. Como a imagem sempre acompanha a simetria, ela se aproxima do espelho com a mesma rapidez que você: 1,5 m/s, em sentido oposto ao seu.
Passo 3 — a velocidade em relação a você. Você e a imagem vêm um ao encontro do outro, cada um a 1,5 m/s em relação ao espelho. A velocidade relativa é a soma:
Conferindo pela distância entre vocês: ela vale 2d e, como d diminui 1,5 m a cada segundo, 2d diminui 3,0 m a cada segundo.
Imagem a 2,0 m do espelho, aproximando-se de você a 3,0 m/s: alternativa A.
Por que não as outras: B usa a velocidade da imagem em relação ao espelho como se fosse em relação a você. C e D erram a distância (no espelho plano é sempre igual à do objeto), e C ainda troca os referenciais: 3,0 m/s é em relação a você, não ao espelho.
⚠️ A armadilha: esquecer que a imagem também se move. A velocidade dela em relação ao espelho é 1,5 m/s; em relação a você, que também se move, é o dobro. Quem não soma as duas marca B.
A ideia em uma frase: no espelho plano, imagem e objeto são simétricos: mesma distância ao espelho e velocidade relativa entre eles igual ao dobro da velocidade do objeto.
Resposta: alternativa A (a 2,0 m do espelho, a 3,0 m/s em relação a você).
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.