UNIFIMES 2025 (Trindade, 2º semestre) — questão 38 de Física

Enunciado em texto
O zelador de um clube aproxima-se da borda de uma piscina para poder visualizar o ralo, de dimensões desprezíveis, dessa piscina, como mostra a figura.
[Figura (fora de escala): corte de uma piscina; à direita dela, no chão, o zelador em pé. Dados: ; . A profundidade da piscina, junto à borda direita, é m. O ralo fica no fundo, a 1,00 m (na horizontal) da parede da borda direita. Uma linha tracejada vermelha, marcada “Raio de luz”, sai do ralo, sobe até a quina da borda direita e, já no ar, segue inclinada até os olhos do zelador, que estão a 1,60 m do chão. A distância horizontal entre a borda e os pés do zelador é . Quadro ao lado: sen(0º) = 0; sen(30º) = 1/2; sen(45º) = ; sen(60º) = ; sen(90º) = 1.]
Considerando as dimensões da piscina indicadas na figura, os índices de refração da água e do ar, n e n, respectivamente, e a distância de 1,60 m entre os pés e os olhos do zelador, a distância máxima que ele pode ficar da borda dessa piscina, d, de forma que consiga enxergar o ralo é de
(A) 1,00 m.
(B) 1,60 m.
(C) 1,40 m.
(D) 1,80 m.
(E) 1,20 m.
(Enunciado e figura: Vestibular de Medicina UNIFIMES 2025 (2º semestre), câmpus Trindade — UNIFIMES/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário de Mineiros (UNIFIMES) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: até onde o zelador pode se afastar da borda e ainda ver o ralo, com o raio de luz passando rente à quina da piscina.
Passo 1 — o ângulo na água. O raio sai do ralo e vai até a quina: anda 1,00 m na horizontal e m na vertical. O ângulo com a normal (a vertical) é θ, com:
Passo 2 — refração (lei de Snell). Da água para o ar:
No ar, o raio sai a 45° da vertical, afastando-se mais da normal, como deve ser ao passar para um meio menos refringente.
Passo 3 — até os olhos. A 45°, o raio anda na horizontal o mesmo que sobe na vertical. Para subir 1,60 m (a altura dos olhos), ele anda 1,60 m na horizontal:
Mais longe que isso, o raio que chega aos olhos teria de passar pela parede da piscina, e o ralo fica escondido.
⚠️ A armadilha: esquecer a refração e continuar a linha reta com o ângulo de 30°: m, perto da alternativa A. A luz muda de direção ao sair da água.
A ideia em uma frase: o raio limite passa rente à quina; ache o ângulo na água pela geometria, use Snell para o ângulo no ar e prolongue até os olhos.
Resposta: alternativa B (1,60 m).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.