(IDECAN/IFPA, PROFESSOR DE FÍSICA, EDITAL 01/2025) Durante uma apresentação teatral, um aluno usou um espelho para criar efeitos visuais em cena. Em um dos momentos, ele posicionou um objeto luminoso a 60 cm do vértice do espelho e percebeu que sua imagem era invertida e do mesmo tamanho do objeto. Em outro trecho da apresentação, ao aproximar o objeto a 20 cm do espelho, a imagem passou a ser virtual, direita e maior que o objeto. Com base na descrição, o espelho utilizado era:
(a) um espelho convexo, com raio de 40 cm .
(b) um espelho côncavo, com raio de 30 cm .
(c) um espelho convexo, com raio de 30 cm .
(d) um espelho côncavo, com raio de 60 cm .
(e) um espelho plano.

Passo 1

O enunciado descreve um espelho onde, a d_o=60\text{ cm}, a imagem é real, invertida e de mesmo tamanho do objeto; depois, a d_o=20\text{ cm}, a imagem é virtual, direita e maior. O conteúdo é espelhos esféricos, usando a equação do espelho e a ampliação.

Passo 2

Para a primeira situação temos ampliação m=-1 (invertida e mesmo tamanho), logo
m=-\frac{d_i}{d_o}=-1
implica d_i=d_o=60\text{ cm}. A imagem é real d_i>0, indicando espelho côncavo.

Passo 3

Pela equação do espelho
\frac{1}{f}=\frac{1}{d_o}+\frac{1}{d_i}=\frac{1}{60}+\frac{1}{60}=\frac{2}{60}=\frac{1}{30},
temos f=30\text{ cm}. Como o raio de curvatura é R=2f, segue R=60\text{ cm}.

Passo 4

Na segunda situação d_o=20\text{ cm}<f, gerando imagem virtual, direita e ampliada, característica típica de espelho côncavo quando o objeto está entre vértice e foco.

Passo 5

Portanto o espelho é côncavo com raio de curvatura de 60\text{ cm}.

Resposta

(d)

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