Questão 27 - 1ª Fase - IME 2024

Um navio de guerra encontra-se parado com um marinheiro de vigia em um posto de  observação $9 \mathrm{m}$ acima do nível do mar. Em um determinado instante, esse marinheiro  avista um submarino aproximando-se na direção do eixo $\mathrm{x}$, à velocidade constante e a $4 \mathrm{m}$ 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: $0 \mathrm{m}/\mathrm{s}$;
• aceleração da gravidade: $10 m/s^2$;
• volume da carga de profundidade: $0,001 {\mathrm{m}}^3$;
• massa específica da água: $1000 \mathrm{kg}/{\mathrm{m}}^3$;
• massa da carga de profundidade: $1,8 \mathrm{kg}$;
• 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: