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Questão 24

UNESP 2012
Matemática

(UNESP - 2012 - 2ª fase)

Sejam dois espelhos planos (E1 e E2), posicionados verticalmente, com suas faces espelhadas voltadas uma para outra, e separados por uma distância d, em centímetros. Suspensos por finas linhas, dois pequenos anéis (A e B) são posicionados entre esses espelhos, de modo que as distâncias de A e B ao espelho E1 sejam, respectivamente, a e b, em centímetros, e a distância vertical entre os centros dos anéis seja h, em centímetros, conforme mostra a figura.

Determine o ângulo de incidência alpha, em relação à horizontal, em função de a, b, d e h, para que um feixe de luz atravesse o anel A, se reflita nos espelhos E1, E2 e E3 e atravesse o anel B, como indica o percurso na figura. Admita que os ângulos de incidência e de reflexão do feixe de luz sobre um espelho sejam iguais.

Gabarito:

Resolução:

Ângulos laranja: São todos iguais ao alfa

Verde + Rosa + Azul = h 

Olhando para o triângulo de cima, temos: 

tg (alpha ) = frac{Rosa }{a} \ \ Rosa = atg(alpha )

No triângulo do meio, temos: 

tg (alpha ) = frac{frac{azul}{2}}{verde claro}

\ 2tg (alpha ) = frac{azul}{verde claro} = frac{azul }{d} \ \ azul = 2d tg(alpha )

Já no triângulo de baixo, temos: 

tg(alpha ) = frac{verde}{b} \ \ verde = b tg(alpha )

Sabendo que:   Verde + Rosa + Azul = h 

Então: 

a tg (alpha ) + 2 d. tg (alpha ) + b tg(alpha ) = h

tg(alpha ) (a + 2d + b ) = h

tg(alpha )= frac{h}{ (a + 2d + b ) }

alpha = arctg (frac{h}{(a+2d+b)})

 

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