Questão de Física · FGV SEE-MG 2023 (nº 39)

Espelhos esféricos, como o côncavo, formam imagens de objetos através da reflexão da luz. A relação entre a posição do objeto, a posição da imagem e a distância focal ($f$) do espelho pode ser expressa de várias formas, sendo uma delas a Equação de Newton, que usa as distâncias medidas a partir do foco.

(A) Correta: A distância focal do espelho é de 6cm. Para um espelho esférico, quando as distâncias do objeto ($x_o$) e da imagem ($x_i$) são medidas a partir do foco, a relação entre elas e a distância focal ($f$) é dada pela Equação de Newton: $x_o \cdot x_i = f^2$. No problema, a fonte luminosa (objeto) está a 3cm do foco ($x_o = 3$cm) e a imagem se forma a 12cm do foco ($x_i = 12$cm). Substituindo na equação, temos $3 \text{cm} \cdot 12 \text{cm} = f^2$, o que resulta em $36 \text{cm}^2 = f^2$. Tirando a raiz quadrada, encontramos $f = 6$cm.

(B) Incorreta: Esta alternativa não se encaixa na relação física correta entre as distâncias dadas e a distância focal. A armadilha aqui é que o estudante pode tentar alguma operação matemática arbitrária com os números fornecidos (3 e 12), como somar e dividir por dois, ou multiplicar um dos números por si mesmo, sem base na física.

(C) Incorreta: Esta alternativa não corresponde ao cálculo correto da distância focal com base nas distâncias fornecidas a partir do foco.

(D) Incorreta: Esta alternativa pode ser tentadora se o estudante simplesmente escolher a maior das distâncias fornecidas (12cm) sem aplicar a fórmula correta. A armadilha é confundir a distância da imagem ao foco com a própria distância focal do espelho.