Hora do Simulado

Questão 118

ENEM 2024, Ciências da Natureza Dificuldade: Difícil Favoritar

Mirascópio 3D: produtor de ilusão instantânea

O equipamento ilustrado na figura, de dimensões apresentadas no esquema, é composto por dois espelhos côncavos E₁ e E₂, apoiados um sobre o outro por suas bordas, de tal forma que o vértice de E₁ coincide com o foco de E₂ e vice-versa. Na abertura circular de E₂, é formada uma imagem tridimensional de um objeto posicionado sobre o vértice de E₁. Essa imagem é formada a partir dos raios procedentes do objeto, refletidos por E₂ e E₁, respectivamente, conforme o esquema. Os observadores julgam visualizar o objeto quando estão, de fato, visualizando sua imagem. O efeito só é possível porque as superfícies de ambos os espelhos são de extrema qualidade.

Mirascópio: dois espelhos côncavos, E₂ em cima e E₁ embaixo, com 23 cm de diâmetro e abertura de 5 cm; cada espelho tem 3,8 cm de altura; o objeto fica no fundo e a imagem aparece na abertura superior

SALZMANN, W. Disponível em: https://wissenstexte.de. Acesso em: 27 jun. 2024 (adaptado).

A natureza da imagem formada e a distância vertical entre cada ponto objeto e seu correspondente ponto imagem são

Ver gabarito e resolução

Em resumo: Os raios refletidos se cruzam na abertura de cima: a imagem é real, 3,8 + 3,8 = 7,6 cm acima do objeto.

Gabarito oficial: alternativa C.

Resolução

A questão pede a natureza da imagem no mirascópio e a distância vertical entre objeto e imagem.

O objeto fica no vértice do espelho de baixo (E₁), que coincide com o foco do espelho de cima (E₂). Os raios que saem do objeto refletem em E₂ e voltam paralelos; ao refletirem em E₁, convergem para o foco de E₁, que fica no vértice de E₂, na abertura de cima. Como os raios refletidos se cruzam de fato nesse ponto, a imagem é real (é por isso que parece um objeto de verdade). A distância entre o vértice de E₁ e o de E₂ é a soma das alturas dos dois espelhos: 3,8 + 3,8 = 7,6 cm.

Alternativas

  • A) Errada. 5 cm é o diâmetro da abertura, não a distância entre objeto e imagem.
  • B) Errada. 3,8 cm é a altura de um só espelho.
  • C) Correta. Imagem real, a 7,6 cm do objeto.
  • D) Errada. A distância está certa, mas a imagem é real, não virtual.
  • E) Errada. A imagem não é virtual, e a distância é o dobro de 3,8 cm.

Logo, a resposta é a alternativa C.

Fonte: INEP/MEC.

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