UPE 2022 (SSA 2) — questão 24 de Física

Enunciado em texto

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como igual a $g = 10{,}0\ \text{m/s}^2$, $1\ \text{cal} = 4{,}2\ \text{J}$, calor específico da água $= 1\ \text{cal/g}\,{}^{\circ}\text{C}$, calor latente de fusão da água $L_F = 80\ \text{cal/g}$, calor latente de vaporização da água $L_v = 540\ \text{cal/g}$, índice de refração do ar $n_{ar} = 1{,}0$, utilize $\pi = 3$, e a constante universal dos gases ideais $R = 8{,}3\ \text{JK}^{-1}\text{mol}^{-1}$, índice de refração da água $n = 1{,}33$, constante de Stefan-Boltzmann $5{,}7 \times 10^{-8}\ \text{W/m}^2\text{.K}^4$, use $95^{0{,}25} = 3{,}12$, $1\ \text{atm} = 1{,}0 \times 10^5\ \text{Pa}$.

Uma fonte luminosa é colocada no fundo de uma piscina de profundidade H =1,8 m. Coloca-se, também, um disco opaco, na superfície da água, de raio r = 1,0 m com o centro alinhado ao posicionamento da fonte, como mostra a figura abaixo. Um anel luminoso é formado pela luz que sai da superfície superior da piscina.

Qual é a área aproximada, em m², desse anel de luz?

[Figura: piscina com a fonte no centro do fundo; na superfície, um disco opaco de raio r centrado acima da fonte, a uma altura H. Da fonte sai um cone de luz; a parte central do cone bate no disco, e só a faixa externa (em amarelo) atravessa a superfície, formando um anel em volta do disco.]

A) 10

B) 12

C) 15

D) 20

E) 25

(Enunciado e figura: SSA 2 — UPE 2022, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).