ENEM 2024 — Questão 110: Ciências da Natureza
Resposta: alternativa C
real e 7,6 centímetros
A questão aborda a formação de imagens por espelhos côncavos, um conceito fundamental na óptica. Quando um objeto é posicionado sobre o vértice de um espelho côncavo, a imagem formada é real e invertida.
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.
A natureza da imagem formada e a distância vertical entre cada ponto objeto e seu correspondente ponto imagem são
Resolução comentada da questão 110 do ENEM 2024
Resolução
A questão aborda a formação de imagens por espelhos côncavos, um conceito fundamental na óptica. Quando um objeto é posicionado sobre o vértice de um espelho côncavo, a imagem formada é real e invertida. No caso do mirascópio descrito, temos dois espelhos côncavos que se influenciam mutuamente. O foco de um espelho coincide com o vértice do outro, o que potencializa a formação da imagem tridimensional.
Para determinar a distância vertical entre o objeto e a imagem, é necessário entender que, em um sistema de espelhos côncavos, a distância entre o objeto e a imagem é igual a duas vezes a distância focal do espelho. Considerando que a imagem é real, a distância vertical entre cada ponto objeto e seu correspondente ponto imagem é a soma das distâncias do objeto até o primeiro espelho e do primeiro espelho até o segundo. Assim, se a soma total for de 7,6 centímetros, a alternativa correta é a (C), que afirma que a imagem é real e a distância vertical é de 7,6 centímetros.
Por que as outras alternativas estão erradas
(A) Esta alternativa afirma que a imagem é real e a distância é de 5 centímetros. No entanto, a soma das distâncias não corresponde a esse valor, considerando a configuração dos espelhos.
(B) A alternativa (B) também considera a imagem como real, mas a distância de 3,8 centímetros não se alinha com a análise da formação da imagem nos espelhos côncavos.
(C) Esta é a alternativa correta — ver acima.
(D) A alternativa (D) diz que a imagem é virtual e a distância é de 7,6 centímetros. No entanto, a imagem formada por espelhos côncavos, quando o objeto está posicionado no vértice, é real, não virtual.
(E) A alternativa (E) afirma que a imagem é virtual e a distância é de 3,8 centímetros. Novamente, a natureza da imagem está incorreta, pois a imagem é real, e a distância não corresponde ao valor correto.
Conceito-chave para revisar
A questão testa o entendimento sobre a formação de imagens por espelhos côncavos, especialmente a distinção entre imagens reais e virtuais. Para aprofundar-se, é recomendável revisar as propriedades dos espelhos côncavos e a relação entre o objeto, a imagem e a distância focal.
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