Exercícios sobre espelhos planos resolvidos

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática e Física

Aprimore seus conhecimentos com nossa lista de exercícios sobre espelhos planos. Todos os exercícios são resolvidos e comentados para você tirar suas dúvidas.

Exercício 1

Sobre as imagens formadas por espelhos planos, avalie as afirmações:

I - Um objeto refletido por um espelho plano que se encontra a uma distância de 1,75 m do espelho está a uma distância de 3,50 m de sua imagem.

II - As imagens formadas por espelhos planos não são superponíveis.

III - Uma imagem é formada em um espelho plano pelo prolongamento dos raios incidentes.

IV - Um espelho plano forma imagens reais.

Assinale a opção que representa corretamente as afirmações acima.

a) I - F, II - V, III - F, IV - V

b) I - V, II - F, III - F, IV - V

c) I - V, II - V, III - F, IV - F

d) I - V, II - V, III - V, IV - V

Gabarito explicado

I (VERDADEIRA) - A distância entre o objeto e o espelho é igual à distância entre o espelho e o objeto.

II (VERDADEIRA) - As imagens são invertidas no sentido direita-esquerda. Tem forma contrária a do objeto.

III (FALSA) - As imagens em espelhos planos são formadas pelos prolongamentos dos raios emergentes.

IV - (FALSA) - Um espelho plano forma imagens virtuais.

Exercício 2

Dois espelhos planos estão associados de modo que suas bordas estejam encostadas, formando um determinado ângulo, onde oito imagens são formadas. Desse modo, o ângulo entre os espelhos é de

a) 8º

b) 20º

c) 80º

d) 40º

Gabarito explicado

Para determinar o ângulo formado pela associação entre espelhos, utilizamos a relação:

reto N igual a 360 sobre reto alfa espaço menos espaço 1

Onde alfa é o ângulo entre os espelhos e N é o número de imagens.

Substituindo na fórmula, temos:

8 espaço igual a espaço 360 sobre alfa menos 18 espaço mais espaço 1 espaço igual a 360 sobre alfa9 alfa espaço igual a espaço 360alfa espaço igual a espaço 360 sobre 9alfa espaço igual a 40 º

Exercício 3

Um prédio comercial possui sua fachada revestida com vidros espelhados, planos e perpendiculares ao solo. Em frente ao prédio há uma grande avenida com uma faixa de pedestres de 24 metros de largura.

Suponha que uma pessoa esteja no extremo oposto ao prédio, nesta avenida, e comece a atravessá-la com uma velocidade constante de 0,8 m/s. A distância entre a pessoa e sua imagem será de 24 m após

c) 8 s.

b) 24 s.

c) 15 s.

d) 12 s.

Gabarito explicado

A distância entre o objeto real e sua imagem virtual em um espelho plano é o dobro da distância entre o objeto e o espelho.

No início, a distância entre a pessoa e o espelho é de 24 m, assim, a distância entre a pessoa e sua imagem é de 48 m.

Portanto, a distância entre a pessoa e sua imagem será de 24 m quando ela estiver a 12 m de distância do espelho.

Como sua velocidade é de 0,8 m/s e a distância é de 12 m, temos:

reto V igual a numerador incremento reto S sobre denominador incremento reto t fim da fraçãoincremento reto t igual a numerador incremento reto S sobre denominador reto V fim da fraçãoincremento reto t igual a numerador 12 sobre denominador 0 vírgula 8 fim da fração igual a 15 espaço reto s

Exercício 4

Uma pessoa de 1,70 m de altura deseja se observar de corpo inteiro em um espelho plano fixado em uma parede perpendicular ao solo. A altura de seus olhos em relação ao chão é de 1,60 m. Nestas condições, para que a pessoa possa se observar de corpo inteiro, o comprimento do espelho deve ser, em centímetros, pelo menos de

170 cm

165 cm

80 cm

85 cm

Gabarito explicado

Para resolver a questão, vamos ilustrá-la.

Esquema simplificado de uma pessoa, um espelho plano em uma parede e seu reflexo.

Vamos utilizar dois triângulos: o formado pelas linhas entre seus olhos, a 1,60 m, e o espelho; e o outro, formado pelos mesmos raios (azuis pontilhados) e sua imagem.

Estes triângulos são semelhantes, pois possuem os três ângulos iguais.

A distância entre a pessoa e o espelho é x, que, como é perpendicular ao espelho, também é a altura do triângulo menor.

De mesma forma, a distância entre a pessoa e sua imagem é de 2x, sendo a altura do triângulo maior.

Montando a razão de semelhança entre os segmentos dos triângulos:

numerador Altura espaço menor sobre denominador reto E fim da fração igual a numerador Altura espaço maior sobre denominador 1 vírgula 70 fim da fraçãoreto x sobre reto E igual a numerador 2 reto x sobre denominador 1 vírgula 70 fim da fração1 vírgula 70 reto x espaço igual a espaço reto E 2 reto xreto E igual a numerador 1 vírgula 70 reto x sobre denominador 2 reto x fim da fraçãoreto E igual a 0 vírgula 85 espaço reto m

Desse modo, o comprimento do espelho deve ser de, pelo menos, 85 cm.

Exercício 5

(Unicentro) Um raio de luz R atinge um espelho plano A, reflete-se e atinge outro espelho plano B, perpendiculares entre si, sofrendo uma segunda reflexão.

Nessas condições, é correto afirmar que o raio refletido em B

Imagem associada à questão.

a) é paralelo a R.

b) é perpendicular a R.

c) é inclinado em relação a R.

d) faz um ângulo de 30º com R.

e) faz um ângulo de 60º com R.

Gabarito explicado

O ângulo formado entre o espelho A e a reta normal é de 90º. Assim, o ângulo de incidência no espelho A é de 30º, como o de reflexão.

Em relação ao espelho B, o ângulo de reflexão é de 60º, fazendo 30º em relação ao espelho B. Como o ângulo em relação à reta normal também é de 30º, o raio de incidência em A e o de reflexão em B são paralelos.

Imagem associada à resolução da questão.

Exercício 6

(CEDERJ) Uma pequena lâmpada encontra-se acesa em frente a um espelho plano como ilustram as figuras.

Assinale a alternativa que representa como dois raios de luz incidentes são refletidos no espelho.

a) Imagem associada à questão.

b) Imagem associada à questão.

c) Imagem associada à questão.

d) Imagem associada à questão.

Gabarito explicado

O ângulo de incidência deve ser igual ao ângulo de refração. Por isso, a opção correta é a letra a.

Imagem associada à questão.

Exercício 7

(UECE) Dois raios de luz coplanares incidem sobre um espelho plano. O primeiro raio incide normalmente no espelho, e o segundo, tem um ângulo de incidência 30°. Considere que o espelho é girado de modo que o segundo raio passe a ter incidência normal. Nessa nova configuração, o primeiro raio passa a ter ângulo de incidência igual a

a) 15°.

b) 60°.

c) 30°.

d) 90°.

Gabarito explicado

Uma boa estratégia é esboçar a situação. Em um primeiro momento, temos:

Espelho plano e dois raios de luz incidindo sobre ele.

O primeiro raio está representado em amarelo, fazendo 90º graus com o espelho, em azul. O segundo raio, verde, faz um ângulo de incidência de 30º. A reta pontilhada é a normal.

Após girar o espelho, a configuração passa a ser:

Espelho plano e dois raios de luz incidindo sobre ele.

Nesta configuração, o raio verde passa a fazer 90º com o espelho, e o ângulo entre o raio amarelo e a normal é de 30º graus.

Repare que os raios de luz não mudaram, apenas o espelho e a normal.

Exercício 8

(EFOMM ) Observe a figura a seguir.

Imagem associada à questão.

No instante t=0, tem-se um menino na posição X0 = 2,0m, que está em movimento retilíneo e uniforme, com velocidade V = -2,0m/s sobre o eixo x, e um espelho plano na posição XoE = 6,0m, que também executa um movimento retilíneo e uniforme, com velocidade VE = 3,0m/s sobre o mesmo eixo x, conforme indica a figura acima. Qual é a distância percorrida pela imagem do menino durante o intervalo de tempo de zero a dois segundos?

a) 20m

b) 19m

c) 18m

d) 17m

e) 16m

Gabarito explicado

Na imagem, devemos nos orientar segundo o referencial em zero, que está à esquerda do menino. A direção para ambos é horizontal, com sentido positivo para direita.

No primeiro momento, t=0 s, temos:

O menino está a dois metros da origem, estando a 4 m do espelho.

X0m = 2 m

d0 = 4 m

A distância da imagem em relação ao referencial é:

d0 = X0m + d0 = 2 + 4 = 6 m

No segundo momento, t = 2 s, a configuração é:

Como a velocidade do menino é de 2 m/s, em dois segundos ele percorre 4 m, estando a - 2 m da origem.

X2m = - 2 m

A distância do espelho para a origem é:

Como a velocidade do espelho é de 3 m/s, ele percorre 6 m para direita, estando a 12 m da origem.

X2e = 12 m

A distância do menino para o espelho é, em módulo:

X2m + X2e = 2 + 12 = 14 m

A distância da imagem para a origem é:

d2 = 2.14 + X2m = 28 - 2 = 26 m

Distância percorrida pela imagem:

reto d com 2 subscrito espaço menos espaço reto d com 0 subscrito espaço igual a espaço 26 espaço menos espaço 10 espaço igual a espaço 16 espaço reto m

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Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.