Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?

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URCA 1� Dia 2011/2

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Dois espelhos planos E1 e E2, formam entre si um �ngulo tal que um objeto colocado entre eles tem 11 imagens. Em seguida, mediante id�ntica rota��o nos dois espelhos, o objeto passa a ter 7 imagens. De quanto girou cada espelho?

a)

15 graus

b)

45 graus

c)

15 graus e 30 minutos

d)

7 graus e 30 minutos

e)

45 graus e 30 minutos

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Três pessoas são colocadas entre dois espelhos planos. Um observador consegue visualizar um total de 24 pessoas (levando em conta as pessoas e as imagens). Determine a angulação α entre estes dois espelhos. A razão 360/ α é um número inteiro.

Um objeto é colocado no plano bissetor formado por dois espelhos planos. O ângulos entre esses dois espelhos equivale à 30°; qual a quantidade de imagens formadas nesses espelhos?

(Cefet – Pr) Dois espelhos planos fornecem 11 imagens de um objeto. Qual o ângulo formado entre os dois espelhos?

Número de imagens = 24 – 3 = 21

Número de imagens por pessoa = 21/3 = 7

N = (360/ α) – 1
7 = (360/ α) – 1
8 = 360/ α
α = 360/8
α = 45°

N = (360/ α) – 1
N = (360/30) – 1
N = 12 – 1
N = 11 imagens

N = (360/α) – 1
11 = (360/α) – 1
11 + 1 = 360/α
12 = 360/α
α = 360/12
α = 30°

Ao estudarmos a respeito dos espelhos planos, vemos que eles são superfícies planas, bem polidas, que refletem um raio luminoso em uma direção definida, ao invés de absorvê-lo ou espalhá-lo em diversas direções. Em um espelho plano há a formação de somente uma única imagem de um objeto colocado a sua frente. Porém, quando associamos dois espelhos podemos ter a formação de múltiplas imagens a partir de um único objeto.

Colocando um objeto entre dois espelhos planos, cujas superfícies refletoras formam um determinado ângulo θ, podemos observar a formação de diversas imagens, em razão das múltiplas reflexões. Quanto menor o ângulo entre os espelhos maior é o número de imagens que se podem observar. É fácil verificar experimentalmente que para θ = 90° resultam três imagens, qualquer que seja a posição do objeto entre os espelhos.

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?

A figura acima representa a formação das imagens, no caso em que o ângulo θ entre os espelhos corresponde a 90°. Nela podemos localizar as três imagens do ponto P. Notamos que os espelhos dividiram o plano em que se localizam o objeto e as imagens em quatro regiões iguais, isto é,

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?
. Como o objeto ocupa uma região, o número de imagens será:

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Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?

Essa fórmula empírica é de boa ajuda para os casos mais simples. De modo geral, sendo θ o ângulo entre os espelhos, podemos encontrar o número Nde imagens por meio da seguinte equação:

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?

Válida se

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?
 for par e se o ponto objeto P ocupar qualquer posição entre os espelhos. Se
Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?
 for ímpar, a fórmula será válida apenas se P estiver equidistante dos espelhos.

Na equação acima temos:

N  é o número de imagens
θ é o ângulo formado entre os dois espelhos planos

A associação de espelhos planos acontece quando a luz refletida por um espelho E1 atinge um segundo espelho E2, formando assim uma combinação de imagens refletidas.
Podemos ter dois tipos de associação.

1) Associação em paralelo

O número de imagens do ponto A, formadas nos espelhos, é infinita.
Cada imagem de um espelho faz o papel de um novo objeto para o outro espelho, e assim sucessivamente.

2) Associação angular

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?

Associação de espelhos planos

Considere α como sendo o ângulo formado por dois espelhos planos com as superfícies refletoras se defrontando.
A quantidade de imagens formadas por um ponto objeto P, colocado entre os dois espelhos, pode ser determinada pela equação:

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?

Onde:

N = número de imagens

O ângulo α deve ser expresso em graus.

Quando a expressão

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?
 for um número par, o ponto objeto P poderá assumir qualquer posição entre os dois espelhos.

Se a expressão

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?
 for um número ímpar, o ponto objeto P, deverá ser posicionado no plano bissetor de α.

Exemplo:

O ângulo formado por dois espelhos planos angulares é o quíntuplo do número de imagens obtidas de um único objeto pela associação.
a) Qual o número de imagens formadas?
b) Qual o ângulo formado entre os espelhos?

SOLUÇÃO

a) De acordo com o enunciado do problema α = 5 N

Como:

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?

Temos:

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?

Dividindo a última expressão por 5, temos:

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Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?
 (equação do segundo grau)

Resolvendo a equação encontraremos o número de imagens.

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?

Como o número de imagens não pode ser negativo, temos que o número de imagens formadas é igual a 8.

b) Sabendo agora que N = 8, podemos encontrar o valor do ângulo.

Qual o número de imagens obtidas de um objeto colocado entre dois espelhos planos que formam entre si um ângulo de 90⁰?

Portanto, o ângulo formado entre os espelhos é igual a 40º.

Publicado por Kleber G Cavalcante

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O número de imagens do ponto A, formadas nos espelhos, é infinita. Cada imagem de um espelho faz o papel de um novo objeto para o outro espelho, e assim sucessivamente.