Na frente de um espelho esférico côncavo, a uma distância de 50 cm , é colocado um objeto de 1 cm de altura. O raio de curvatura do espelho é de 40 cm . Calcular a posição e o tamanho da imagem. Fazer o traçado de raios.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos um espelho esférico côncavo com raio de curvatura de 40 cm. Um objeto de 1 cm de altura está colocado a 50 cm na frente desse espelho. A gente precisa descobrir onde a imagem desse objeto vai se formar (posição) e qual vai ser o tamanho dessa imagem. Para resolver isso, vamos usar as fórmulas dos espelhos esféricos e entender um pouquinho sobre como as imagens se formam nesses espelhos.
Passo 2
Primeiro, vamos definir algumas convenções que usamos quando trabalhamos com espelhos:
- Distância do objeto (u): Para objetos na frente do espelho, essa distância é negativa. Então, aqui, u = -50 cm.
- Raio de curvatura ®: É dado como 40 cm.
- Distância focal (f): Para espelhos côncavos, a distância focal é metade do raio de curvatura. Ou seja,
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula dos espelhos esféricos para encontrar a posição da imagem:
Onde:
-
é a distância focal, -
é a distância do objeto, -
é a distância da imagem que queremos encontrar.
Substituindo os valores que já temos:
Vamos resolver para
:
Agora, invertendo para achar
:
Como
é positivo, isso significa que a imagem está do lado oposto ao objeto e é uma imagem real.
Passo 4
Agora, vamos calcular o tamanho da imagem usando a fórmula de ampliação:
Substituindo os valores:
A ampliação nos diz quanto a imagem é ampliada ou reduzida em relação ao objeto. Aqui,
, o que significa que a imagem é menor que o objeto. Para achar a altura da imagem (
):
Resposta
A imagem se forma a aproximadamente 14,29 cm na frente do espelho e tem uma altura de 0,286 cm.