PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 15 da FUVEST 2007

1ª fase · Física: Reflexão da luz e espelhos planos

A janela de uma casa age como se fosse um espelho e reflete a luz do Sol nela incidente, atingindo, às vezes, a casa vizinha. Para a hora do dia em que a luz do Sol incide na direção indicada na figura, o esquema que melhor representa a posição da janela capaz de refletir o raio de luz na direção de P é

Esquema de duas casas, com o ponto P junto à casa da esquerda e uma janela aberta na casa da direita. Três raios paralelos, identificados por “Sol”, incidem de cima para baixo e da esquerda para a direita. A janela, identificada por “Janela”, está inclinada, com sua extremidade livre abaixo e à esquerda do apoio. Uma seta curva de duas pontas indica a possibilidade de girar a janela.

  1. A
    Janela vertical, presa pelo extremo superior. Um raio incide de cima para baixo e da esquerda para a direita, atingindo a janela; o raio refletido segue horizontalmente para a esquerda, em direção ao ponto P.
  2. B
    Janela ligeiramente inclinada em relação à vertical, com o extremo inferior à esquerda do apoio superior. Um raio incide de cima para baixo e da esquerda para a direita; o raio refletido segue horizontalmente para a esquerda, em direção ao ponto P.
  3. C
    Janela inclinada, com o extremo inferior à esquerda do apoio superior, formando um ângulo maior com a vertical que na alternativa B. Um raio incide de cima para baixo e da esquerda para a direita; o raio refletido segue horizontalmente para a esquerda, em direção ao ponto P.
  4. D
    Janela inclinada, com o extremo livre abaixo e à esquerda do apoio, em uma posição mais próxima da horizontal que na alternativa C. Um raio incide de cima para baixo e da esquerda para a direita; o raio refletido segue horizontalmente para a esquerda, em direção ao ponto P.
  5. E
    Janela quase horizontal, com o extremo livre abaixo e à esquerda do apoio. Um raio incide de cima para baixo e da esquerda para a direita; o raio refletido segue horizontalmente para a esquerda, em direção ao ponto P.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

Na reflexão, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão, ambos medidos em relação à normal (reta perpendicular à superfície). A normal é, portanto, a bissetriz do ângulo entre o raio incidente e o refletido.

Na figura, o raio do Sol desce para a direita, inclinado cerca de 30^\circ em relação à vertical, ou seja, cerca de 60^\circ em relação à horizontal. O raio refletido deve ir na horizontal, para a esquerda, em direção a P.

  1. Direção de propagação do raio incidente: para baixo e para a direita, a 60^\circ abaixo da horizontal.
  2. Direção do raio refletido: horizontal, para a esquerda (180^\circ em relação ao eixo para a direita).
  3. O ângulo entre o raio refletido e o prolongamento do incidente, passando pelo ponto de incidência, é 180^\circ - 60^\circ = 120^\circ. Esse é o ângulo entre os dois raios no ponto de incidência (um vem de cima à esquerda, o outro sai para a esquerda): 60^\circ entre o raio que chega (visto do ponto) e a horizontal à esquerda.
  4. A normal divide esse ângulo ao meio: 60^\circ/2 = 30^\circ acima da horizontal esquerda. Logo, a normal aponta para cima e para a esquerda, a 30^\circ da horizontal.
  5. A janela é perpendicular à normal, então faz 30^\circ com a vertical, com a parte de baixo deslocada para a esquerda.

Uma janela a 30^\circ da vertical, presa em cima e com a extremidade inferior à esquerda, é a mais próxima de uma inclinação moderada, como a da alternativa C (a B é pouco inclinada e a D/E ficam próximas da horizontal).

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ACom a janela vertical, a normal seria horizontal e o raio refletido sairia para baixo à esquerda, não na horizontal.
  • BA inclinação é pequena demais; a normal ficaria perto da horizontal e o raio refletido seguiria para baixo.
  • DA janela está muito próxima da horizontal, o que jogaria o raio refletido mais para cima do que a direção de P.
  • EQuase horizontal, a janela refletiria o raio de forma quase vertical, para cima, e não horizontal.

Assunto: Reflexão da luz e espelhos planos.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 15 no caderno da FUVEST 2007