(UFBA) Um helicóptero faz um voo de inspeção sobre as águas transparentes de uma certa região marítima e detecta um submarino a uma profundidade aparente de 450m no momento em que seus centros estão unidos pela mesma vertical

Resolução:

A profundidade aparente do submarino é menor do que a profundidade real devido à refração da luz.

A relação entre a profundidade aparente e a profundidade real é dada pela seguinte fórmula:

d_a = d_r / n

Onde:

d_a é a profundidade aparente

d_r é a profundidade real

n é o índice de refração do meio

No caso do submarino, a profundidade aparente é de 450m e o índice de refração da água do mar é 1,5. Portanto, a profundidade real do submarino é de:

d_r = d_a * n

d_r = 450m * 1,5

d_r = 675m

Aqui está uma explicação mais detalhada:

Refração da luz

A refração da luz é um fenômeno que ocorre quando a luz passa de um meio para outro, com diferentes velocidades de propagação.

A lei de Snell-Descartes descreve a relação entre o ângulo de incidência e o ângulo de refração.

Ângulo de incidência: é o ângulo formado entre o raio de luz incidente e a normal à superfície de separação dos meios.

Ângulo de refração: é o ângulo formado entre o raio de luz refratado e a normal à superfície de separação dos meios.

Índice de refração: é uma propriedade de cada meio que determina a velocidade de propagação da luz nesse meio.

Refração da luz ao passar do ar para a água

A água é um meio mais refringente do que o ar. Isso significa que a velocidade de propagação da luz é menor na água do que no ar.

Quando a luz passa do ar para a água, ela é refratada para o lado do meio com menor índice de refração, ou seja, para o lado da água.

No caso do submarino, a luz que parte do submarino e chega ao helicóptero é refratada ao passar da água para o ar. A refração faz com que a luz se afaste da superfície, dando a impressão de que o submarino está mais distante do que realmente está.

Profundidade aparente

A profundidade aparente de um objeto imerso em um líquido é a distância entre a superfície do líquido e a imagem do objeto que é vista pelo observador.

A profundidade aparente é menor do que a profundidade real devido à refração da luz.

Cálculo da profundidade real

A profundidade real do objeto pode ser calculada usando a seguinte fórmula:

d_r = d_a / n

Onde:

d_a é a profundidade aparente

d_r é a profundidade real

n é o índice de refração do meio

No caso do submarino, a profundidade aparente é de 450m e o índice de refração da água do mar é 1,5. Portanto, a profundidade real do submarino é de 675m.