Questão 27 — Física: Refração da Luz e Dinâmica com Empuxo

Um navio de guerra encontra-se parado com um marinheiro de vigia em um posto de observação 9 m acima do nível do mar. Em um determinado instante, esse marinheiro avista um submarino aproximando-se na direção do eixo x, à velocidade constante e a 4 m de profundidade, conforme ilustra a figura. No instante em que o submarino é avistado, uma carga de profundidade é liberada do navio e, depois de um certo tempo, o submarino é destruído ao ser atingido pela carga de profundidade.
Dados:

• velocidade inicial da carga de profundidade: 0 m/s;
• aceleração da gravidade: 10 m/s²;
• volume da carga de profundidade: 0,001 m³;
• massa específica da água: 1000 kg/m³;
• massa da carga de profundidade: 1,8 kg;
• índice de refração do ar: 1;
• índice de refração da água: 4/3.

Observação:

• considere constante o empuxo sobre a carga de profundidade.

Diante do exposto, a velocidade do submarino, em m/s, era de: