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Questão 59 do ENEM PPL 2011

1º dia · Ciências da Natureza · Física: Espelhos esféricos

A figura mostra uma superfície refletora de formato parabólico, que tem sido utilizada como um fogão solar. Esse dispositivo é montado de tal forma que a superfície fique posicionada sempre voltada para o Sol. Neste, a panela deve ser colocada em um ponto determinado para maior eficiência do fogão.

Fotografia de um fogão solar composto por um espelho parabólico côncavo segmentado, montado sobre uma armação de metal, com uma panela suspensa acima de sua região central

Disponível em: http://www.deltateta.com. Acesso em: 30 abr. 2010.

Considerando que a panela esteja posicionada no ponto citado, a maior eficiência ocorre porque os raios solares

  1. A
    refletidos passam por esse ponto, definido como ponto de reflexão.
  2. B
    incidentes passam por esse ponto, definido como vértice da parábola.
  3. C
    refletidos se concentram nesse ponto, definido como foco da parábola.
  4. D
    incidentes se concentram nesse ponto, definido como ponto de incidência.
  5. E
    incidentes e refletidos se interceptam nesse ponto, definido como centro de curvatura.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O Sol está tão distante que seus raios chegam à Terra praticamente paralelos entre si. Um espelho parabólico côncavo tem uma propriedade geométrica: todo raio que incide paralelamente ao seu eixo principal é refletido passando por um mesmo ponto, o foco da parábola.

Por isso o fogão é mantido sempre voltado para o Sol. Assim, os raios incidentes ficam paralelos ao eixo do espelho.

A reflexão ocorre ao longo de toda a superfície, e cada raio refletido é desviado em direção ao foco. Toda a energia captada pela área do espelho se concentra nesse ponto. A panela, colocada ali, recebe muito mais energia e esquenta mais rápido, o que dá a maior eficiência.

Confira os termos de cada alternativa:

  • O ponto onde os raios se concentram é o foco, e não um "ponto de reflexão" ou "de incidência". Esses pontos estão na superfície do espelho, e não onde a panela fica.
  • Quem se concentra no foco são os raios refletidos. Os incidentes chegam paralelos e não passam por esse ponto.
  • O vértice é o ponto do espelho que fica sobre o eixo, e a panela não está ali.

Portanto, a panela fica no foco, para onde convergem os raios refletidos.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Achama o ponto de "ponto de reflexão", que está na superfície do espelho; o ponto de convergência é o foco.
  • Bos raios incidentes são paralelos e não passam pelo ponto da panela; o vértice está no espelho.
  • Dquem se concentra no foco são os raios refletidos, e o ponto de incidência está no espelho.
  • Eos raios incidentes não se interceptam, pois são paralelos, e o ponto de convergência da parábola é o foco, não o centro de curvatura.

Assunto: Espelhos esféricos.

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