Questão 42

Um corpo luminoso de massa 1 kg é acoplado a uma mola ideal de constante elástica 100 N/m e colocado à meia distância entre uma lente esférica delgada convergente L e um espelho esférico côncavo gaussiano E, de distâncias focais respectivamente iguais a 10 cm e 60 cm, como mostra a figura abaixo.

Considere que o corpo luminoso seja puxado verticalmente para baixo 1 cm a partir da posição em que ele se encontra em equilíbrio sobre o eixo óptico do sistema e, então, abandonado, passa a oscilar em movimento harmônico simples exclusivamente na vertical. A distância entre o centro de curvatura do espelho e o centro óptico da lente é 40 cm. Dessa forma, o corpo luminoso serve de objeto real para a lente e para o espelho que conjugam, cada um, apenas uma única imagem desse objeto luminoso oscilante.

Nessas condições, as funções horárias, no Sistema Internacional de Unidades (SI), que melhor descrevem os movimentos das imagens do corpo luminoso, respectivamente, conjugadas pela lente L e pelo espelho E, são