Questão 3320478

Durante um voo extremamente longo, Robson adormece. De repente, sente uma pancada na cabeça e, algumas horas depois, acorda numa ilha deserta, rodeado por alguns destroços do avião em que viajava. As questões a seguir estão relacionadas a diferentes desafios que Robson tem pela frente.

Uma outra forma de concentrar em um único ponto os raios de luz que incidem verticalmente é colocar água dentro da panela, cobrir a superfície da água com pequenos pedaços flutuantes de plástico aluminizado (espelhados, como o plástico usado em embalagens de salgadinhos) e fazer o sistema rodar em torno do eixo vertical (de simetria da panela) com velocidade angular ω constante. Devido à rotação, a superfície da água fica côncava, de tal modo que cada pequeno espelho, flutuando na superfície, reflete os raios de luz em direção a um único ponto (foco), que fica no eixo de rotação, a uma altura f da superfície da água. A figura abaixo mostra um único micro-espelho plano flutuando paralelamente à superfície da água e descrevendo um Movimento Circular Uniforme (MCU) de raio r e velocidade angular ω.

Note que a força centrípeta, responsável pelo MCU do espelhinho, é F_c = F_g + N, onde F_g é a força gravitacional e N é a força de empuxo (perpendicular à superfície). Se levarmos em conta que, para valores suficientemente pequenos do ângulo de incidência θ (medido em radianos), tan(n θ) ≈ n θ onde n =1, 2,3, … é correto afirmar que