Espelho côncavo. Construa os diagramas e caracterize a imagem (posição, aumento, orientação e tipo) de um objeto colocado em cada uma das seguintes regiões/pontos:
(a) ;
(b) ;
© ;
(d) ;
(e) .
Repita o procedimento para um espelho convexo.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre espelhos! O enunciado pede para a gente analisar como a imagem de um objeto se forma quando ele está em diferentes posições em relação a um espelho côncavo e depois repetir o processo para um espelho convexo. Vamos precisar entender os conceitos de posição do objeto, aumento, orientação e tipo da imagem. Para isso, vamos usar as leis da reflexão e a equação dos espelhos:
onde é a distância focal, é a distância do objeto ao espelho, e é a distância da imagem ao espelho.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um espelho côncavo. Ele é curvo para dentro, tipo uma colher, e pode formar imagens reais ou virtuais dependendo da posição do objeto. A distância focal é positiva para espelhos côncavos.
Vamos analisar cada caso para o espelho côncavo:

(a)

Quando o objeto está além do dobro da distância focal, a imagem formada é real, invertida, menor que o objeto (diminuta), e está entre e .

(b)

Quando o objeto está exatamente no dobro da distância focal, a imagem é real, invertida, do mesmo tamanho que o objeto, e está também no dobro da distância focal do outro lado do espelho.

©

Aqui, o objeto está entre e . A imagem será real, invertida, maior que o objeto (aumentada), e estará além de .

(d)

Quando o objeto está na distância focal, a imagem fica no infinito. Praticamente, isso significa que não conseguimos formar uma imagem real com essa posição.

(e)

Se o objeto está mais próximo que a distância focal, a imagem formada é virtual, direita, aumentada, e está atrás do espelho.

Passo 3

Agora, vamos repetir o processo para um espelho convexo. Diferente do côncavo, o espelho convexo é curvado para fora e sempre forma imagens virtuais, direitas e diminuídas, independente da posição do objeto.

(a)

Para o convexo, não importa onde o objeto está, a imagem sempre será virtual, direita, e diminuta, aparecendo entre o espelho e a distância focal.

(b)

Mesmo neste caso, com o objeto no dobro da distância focal, a imagem permanece virtual, direita e diminuída.

©

Aqui também, a imagem será virtual, direita e menor que o objeto.

(d)

Quando o objeto está na distância focal, a imagem continua virtual, direita e diminuta.

(e)

Mesmo com o objeto muito próximo, a imagem formada pelo espelho convexo será virtual, direita e reduzida.

Resposta

Resumindo, para o espelho côncavo:
  • (a) Imagem real, invertida, diminuta, entre e .
  • (b) Imagem real, invertida, do mesmo tamanho, no .
  • © Imagem real, invertida, aumentada, além de .
  • (d) Imagem não formada (no infinito).
  • (e) Imagem virtual, direita, aumentada, atrás do espelho.
E para o espelho convexo, em todas as posições do objeto, a imagem será virtual, direita, e diminuída, aparecendo sempre entre o espelho e a distância focal.

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