Questão FC278475
Figura I Figura II Avanços da tecnologia têm permitido o desenvolvimento de novas formas de geração de energia sustentável. Dois processos usuais de transformação de energia solar
Ótica
CEBRASPE (CESPE) · 2023

Figura I

Figura II
Avanços da tecnologia têm permitido o desenvolvimento de novas formas de geração de energia sustentável. Dois processos usuais de transformação de energia solar em energia elétrica são ilustrados nas figuras I e II, precedentes: a conversão de energia solar com a utilização de espelhos côncavos e a conversão de energia eólica com a utilização da velocidade do vento, respectivamente.
No método de geração de energia representado na figura I, um processo conhecido como concentração solar, espelhos côncavos são usados para concentrar a luz solar em um ponto focal (acumulador de energia), onde a energia solar é transformada em calor e, em seguida, convertida em eletricidade. Esse processo é frequentemente utilizado em usinas de energia solar termossolares.
Na geração de energia representada na figura II, a partir do rotor da hélice, a energia cinética do vento é convertida em energia mecânica. Um multiplicador de velocidade, conjunto de engrenagens sem escorregamento, transforma a rotação lenta das hélices (20 rotações por minuto) em uma rotação mais rápida (1.800 rotações por minuto) capaz de operar o gerador de eletricidade. A quantidade da energia que o vento transfere para o rotor dependerá da densidade do ar (\(\rho\)), da área circular de varredura do rotor (\(A\) = 9.000 m2) e do deslocamento de uma massa de ar (\(m\)) a uma velocidade (\(\nu\)). A potência do vento (\(P_v\)) associada ao deslocamento da massa de ar é definida por \(P_v = \dfrac 1 2 \dfrac {\Delta m} {\Delta t}v^2\) e o fluxo de massa de ar que atravessa as pás do rotor é dado por \(\dfrac {\Delta m} {\Delta t} = \rho A \nu\).
Tendo como referência as figuras I e II e as informações precedentes, e considerando que a densidade do ar seja 1,2 kg m-3, julgue o próximo item.
Se um objeto estiver localizado no eixo óptico do espelho côncavo e a uma distância maior que a distância focal, então a imagem formada será real.
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
Para um espelho côncavo a relação entre foco, objeto e imagem é dada pela equação dos espelhos: \( \frac{1}{f}=\frac{1}{p}+\frac{1}{q} \), onde \(p\) é a distância do objeto e \(q\) a distância da imagem.
Se o objeto está sobre o eixo óptico e com \(p>f\) (distância maior que a distância focal), então \(p-f>0\) e \(q=\dfrac{pf}{p-f}>0\). O sinal positivo de \(q\) indica que a imagem forma-se no mesmo lado que os raios refletidos, ou seja, é uma imagem real.
Além disso, a ampliação \(m=-\dfrac{q}{p}\) é negativa, o que mostra que a imagem é invertida em relação ao objeto. Em resumo: para \(p>f\) em espelho côncavo, a imagem é real e invertida.
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