Sabe-se que um mergulhador em uma manobra de exercício está flutuando sobre a água. Ao inspirar o ar e mantê-lo em seus pulmões, o mesmo eleva-se em relação ao nível da água. Esse fato pode ser explicado:

Isso ocorre porque, quando o mergulhador inspira o ar e o mantém em seus pulmões, seu volume aumenta, mas sua massa permanece a mesma. Segundo o princípio de Arquimedes, a força de empuxo exercida pela água sobre o mergulhador é igual ao peso da água deslocada. Como o volume do mergulhador aumentou, a quantidade de água deslocada também aumentou, mas a massa do mergulhador permaneceu a mesma.

Portanto, a densidade do mergulhador, que é a razão entre sua massa e seu volume, diminuiu. Como a densidade do mergulhador é agora menor que a densidade da água, ele experiencia uma força de empuxo ascendente, que o faz elevar-se em relação ao nível da água.

É importante notar que as outras opções estão erradas. A opção A está errada porque o peso da água deslocada aumentou, mas isso não é o responsável pelo aumento da elevação do mergulhador. A opção B também está errada porque o empuxo da água não aumentou, mas sim a densidade do mergulhador que diminuiu. A opção D é absurda, pois a densidade da água não muda em função do mergulhador. Já a opção E também está errada, pois a massa do mergulhador não diminuiu.

Em resumo, o mergulhador eleva-se em relação ao nível da água porque sua densidade diminuiu em relação à densidade da água, fazendo com que ele experiencie uma força de empuxo ascendente. Essa é a explicação correta para o fenômeno observado.

Além disso, é importante lembrar que a compreensão desse fenômeno é crucial para a segurança dos mergulhadores. Eles precisam entender como a densidade do seu corpo afeta sua flutuação na água e como isso pode ser usado para sua vantagem ou desvantagem. Além disso, a compreensão desse princípio também é fundamental em outros campos, como a engenharia naval e a física.

Em conclusão, a resposta certa é a opção C, que afirma que o mergulhador eleva-se em relação ao nível da água devido à diminuição da densidade do mergulhador. Isso é um exemplo clássico de como a compreensão da física pode ser usada para explicar fenômenos cotidianos.