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Espelhos Esféricos Espelhos Esféricos

Espelhos Esféricos. Espelho Côncavo Espelho Convexo Luz

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Espelho Côncavo Espelho Convexo

Luz Luz

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Aplicação FONTE DE PRODUÇÃO DE FOGO

Esta funcionalidade só é alcançada com o emprego de espelhos côncavos, obtendo-se melhores resultados com os parabólicos. O processo ocorre da seguinte maneira: a superfície refletora é exposta a raios solares (em um local sem sombra), os quais convergem ao foco do espelho. Logo, há elevada concentração de energia térmica no lugar onde está o foco e, caso seja posto um material favorável à queima nesta exata posição, ocorre produção de fogo.

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Um exemplo de aplicação de espelhos parabólicos é o forno solarde Odeillo, nos Pirineus franceses, um colossal espelho parabólico (formadopor 9.500 espelhos planos individuais), com a altura de um edifício de seteandares, focaliza os raios solares em um forno dentro da torre do coletor,fazendo-o alcançar temperaturas de até 3.800 ºC, o suficiente para abrir um furode 30 cm de diâmetro numa chapa de aço de 3/8 de polegada de espessura, emapenas 60 segundos. A potência é de 1 MW.

heliostatosTorre do coletor

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Prédio reflete luz do sol e jornalista frita ovo na calçada em Londres

Quando o clarão aparece na calçada, é  preciso se proteger. No cabeleireiro, o anúncio ficou  torto; o carpete, queimado. Um carro ficou com a lataria e o espelho retrovisor com marcas de derretimento.

Depois de alguns minutos no local, a gente começa a suar, sente o cabelo e a pele queimando.

A temperatura do solo: 92°C.

Os arquitetos que tiveram essa ideia meio desastrada agora vão ter que esquentar a cabeça para achar a solução.

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AplicaçãoFAROL DE AUTOMÓVEISNeste elemento deseja-se obter feixes de luz refletidos de forma plenamente paralela, pois isto favorece a iluminação de objetos à média e longa distância. Para que esta condição seja cumprida, na maioria das vezes é utilizado um espelho côncavo parabólico no fundo do farol. A lâmpada, a qual é colocada no foco do espelho, emite raios luminosos divergentes, que são refletidos em feixes paralelos.

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AplicaçãoESPELHOS ODONTOLÓGICOSEsses espelhos são espelhos côncavos onde o objeto se situa bem próximo. Eles não são utilizados somente por profissionais da área de Odontologia, muitos engenheiros e técnicos utilizam esse espelhos para proporcionar uma boa visão de pequenas frestas, espaços e cantos de equipamentos.

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Formação de Imagens

C F V

Objeto

Imagem

Imagem: Real, Invertida e Menor

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Formação de Imagens

C F V

Objeto

Imagem

Imagem: Real, Invertida e Igual

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Formação de Imagens

C F V

Objeto

Imagem

Imagem: Real, Invertida e Maior

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Formação de Imagens

C F V

Objeto

Imagem Imprópria

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Formação de Imagens

C F V

Objeto

Imagem

Imagem: Virtual, Direita e Maior

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Formação de Imagens

Imagem: Virtual, Direita e Menor

V F C

Objeto

Imagem

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Página 40F1) Utilizando um espelho esférico côncavo de raio de curvatura 2 m e um espelho plano, um caminhãozinho de brinquedo, colocado com suas rodinhas apoiadas sobre o chão a 0,5 m do espelho côncavo, é observado por uma pessoa posicionada no ponto A, conforme a montagem óptica esquematizada na figura 1.

Do mesmo ponto A, a pessoa também pode observar o caminhãozinho diretamente. A imagem observada com o uso do arranjo de espelhos ideais, comparada à obtida diretamente pelo observador, está melhor representada na alternativa

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F3) Os elevados custos da energia, aliados à conscientização da necessidade de reduzir o aquecimento global, fazem ressurgir antigos projetos, como é o caso do fogão solar. Utilizando as propriedades reflexivas de um espelho esférico côncavo, devidamente orientado para o Sol, é possível produzir aquecimento suficiente para cozinhar ou fritar alimentos. Suponha que um desses fogões seja constituído de um espelho esférico côncavo ideal e que, num dado momento, tenha seu eixo principal alinhado com o Sol.

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Na figura, P1 a P5 representam cinco posições igualmente espaçadas sobre o eixo principal do espelho, nas quais uma pequena frigideira pode ser colocada. P2 coincide com o centro de curvatura do espelho e P4, com o foco. Considerando que o aquecimento em cada posição dependa exclusivamente da quantidade de raios de luz refletidos pelo espelho que atinja a frigideira, a ordem decrescente de temperatura que a frigideira pode atingir em cada posição é:

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Página 78P12) Ao estacionar seu carro, o motorista percebeu a projeção da imagem da pequena lâmpada acesa de um dos faroletes, ampliada em 5 vezes, sobre a parede vertical adiante do carro. Em princípio, o farolete deveria projetar raios de luz paralelos, já que se tratava de um farol de longo alcance.

Percebeu, então, que o conjunto lâmpada-soquete tinha se deslocado da posição original, que mantinha a lâmpada a 10,0 cm da superfície espelhada do espelho esférico côncavo existente no farol. Considerando que o foco ocupa uma posição adiante do vértice do espelho, sobre o eixo principal, é possível concluir que, agora, a lâmpada se encontra a.

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A) 2,0 cm atrás do foco.B) 1,0 cm atrás do foco.C) 0,5 cm atrás do foco.D) 0,5 cm adiante do foco.E) 2,0 cm adiante do foco 

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P13) O esquema a seguir representa o eixo principal (r) de um espelho esférico, um objeto real O e sua imagem i conjugada pelo espelho.

Considerando os pontos a, b, c, d, e é correto afirmar que o espelho é a)côncavo e seu vértice se encontra em d. b) côncavo e seu foco se encontra em c. c) côncavo e seu centro se encontra em e. d) convexo e seu vértice se encontra em c. e) convexo e seu foco se encontra em e.

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6u2u

A B C D E

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P16) Um automóvel tem três espelhos: um plano, usado no retrovisor interno; um convexo, usado no retrovisor externo; um côncavo, usado para ampliar imagens do rosto do passageiro dianteiro. A imagem formada por cada um desses três espelhos é, respectivamente,

a)real, virtual e realb)Virtual, real e realc)Virtual, virtual e reald)Virtual, virtual e virtual

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Página 75F1) Dois espelhos planos, estão posicionados perpendicularmente entre si, como na figura a seguir:

Um carrinho de brinquedo passa na frente dos espelhos, movendo-se, como na figura.

Observador

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Estudo Analítico

C F V

o

i

p

p’

Equação de Gauss:

'111ppf

Aumento Linear:

oiA

ppA '

pp

oi '

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MaisAplicações

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Condições de Gauss

• Para que não ocorram aberrações com as imagens é necessário que:

• O ângulo de abertura do espelho não seja superior a 10°

• Os raios incidentes sejam pouco inclinados e estejam próximos ao eixo principal.

Os raios refletidos não se concentram num único ponto.

Aberração Aberração esféricaesférica

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As antenas parabólicas são espelhos. Elas são construídas para refletir ondas de radiofrequências, que têm comprimento de onda muito maior que o da luz. Para esses comprimentos de onda, quase todas as superfícies são espelhos, mesmo que sejam cheias de buracos, como uma tela de arame. Se as ondas eletromagnéticas emitidas por um satélite, atingirem a antena parabólica, ocorrera a reflexão desses raios a um ponto chamado foco da parábola, onde está um aparelho receptor que convertera as ondas eletromagnéticas em um sinal que a TV transformara em ondas, que serão os programas que passam e as pessoas assistem diariamente.

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P15)O esquema a seguir representa o eixo principal (r) de um espelho esférico, um objeto real O e sua imagem i conjugada pelo espelho

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Considerando os pontos a, b, c, d, e é correto afirmar que o espelho é

a) côncavo e seu vértice se encontra em d.b) côncavo e seu foco se encontra em c.c) côncavo e seu centro se encontra em e.d) convexo e seu vértice se encontra em c.e) convexo e seu foco se encontra em e.

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P16) Um quadrado está localizado sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo conforme figura.

Sabe-se que o vértice inferior esquerdo do quadrado está localizado exatamente sobre o centro de curvatura do espelho.

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Pode-se afirmar que a imagem do quadrado tem a forma de um:

a)quadrado         b) triângulo          c) retângulo          d) trapézio           e) losango

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P18) Um automóvel tem três espelhos: um plano, usado no retrovisor interno; um convexo, usado no retrovisor externo; um côncavo, usado para ampliar imagens do rosto do passageiro dianteiro. A imagem formada por cada um desses três espelhos é, respectivamente,A)real, virtual e realB)Virtual, real e realC)Virtual, virtual e realD)Virtual, virtual e virtual.