As leis da reflexão e refração são as mesmas para as ondas luminosas e sonoras. Define-se índice derefração de um meio como sendo a razão entre a velocidade da onda no ar e a velocidade da onda no meio.Dados: velocidade do som na água = 1 500 m/s e velocidade do som no acrílico = 2 800 m/s.a. Calcule o ângulo crítico para que ocorra a reflexão total do som na interface ar-água de uma piscina.b. Determine a trajetória do som supondo que o ângulo de incidência na água seja de 11,5° e que as paredes da piscina sejam de acrílico.c. Você poderia dizer por que dentro da piscina é tão silencioso? Justifique

Passo 1

a. Primeiramente vamos definir os índices de refração

n á g u a = v a r v á g u a = 0,227

n a c r í l i c o = v a r v a c r í l i c o = 0,121

Da condição de reflexão total(interface ar-água):

n a r ⋅ s e n θ i = n á g u a ⋅ s e n 90 °

θ i = 13,12 °

Passo 2

b. Condição de reflexão total (interface água-acrílico)

n á g u a ⋅ s e n θ i ' = n a c r í l i c o   ⋅ s e n 90 °

θ i ' = 32,21 °

Logo, todo e qualquer ângulo de incidência maior que 32,21° vai sofrer reflexão total.

Como θ i = 11,5 °   θ i ' , então a refração irá ocorrer:

n á g u a ⋅ s e n 11,5 ° = n a c r í l i c o ⋅ s e n θ r

θ r = 21,96 °

Passo 3

c. Pois a maioria das ondas sonoras que vem de fora sofrem reflexão total na interface água-ar.

Resposta

a. θ i = 13,12 °

b. θ r = 21,96 °

c. Pois a maioria das ondas sonoras que vem de fora sofrem reflexão total na interface água-ar.

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