Questão 134 do ENEM 2022 comentada
Como usar o atraso entre sinais sonoros na água e no ar para calcular uma distância.
O sinal sonoro oriundo da queda de um grande bloco de gelo de uma geleira é detectado por dois dispositivos situados em um barco, sendo que o detector A está imerso em água e o B, na proa da embarcação. Sabe-se que a velocidade do som na água é de 1 540 m/s e no ar é de 340 m/s.
Os gráficos indicam, em tempo real, o sinal sonoro detectado pelos dois dispositivos, os quais foram ligados simultaneamente em um instante anterior à queda do bloco de gelo. Ao comparar pontos correspondentes desse sinal em cada dispositivo, é possível obter informações sobre a onda sonora.
A distância L, em metro, entre o barco e a geleira é mais próxima de
- A339 000.
- B78 900.
- C14 400.
- D5 240.
- E100.
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O que a questão cobra
A questão exige comparar o tempo de propagação do som em meios diferentes. Você deve relacionar essa diferença de tempo às velocidades do som na água e no ar.
Resolução
A figura resolve a questão porque os eixos do tempo permitem comparar o mesmo trecho do sinal nos dois detectores. O sinal chega primeiro a A, que está na água, e depois a B, que está no ar. A diferença entre os tempos de chegada é de aproximadamente 12 s.
Ao comparar pontos correspondentes desse sinal em cada dispositivo
Como os dois sinais percorrem a mesma distância L, a diferença de tempo é o tempo de propagação no ar menos o tempo de propagação na água:
12 = L/340 − L/1 540
12 = L × (1/340 − 1/1 540)
L = 12 ÷ (1/340 − 1/1 540) ≈ 5 236 m
Arredondando, a distância é aproximadamente 5 240 m. A velocidade menor do som no ar faz com que o sinal detectado por B chegue depois do sinal captado por A.
Alternativa por alternativa
- A
339 000 m não se sustenta: pela relação entre velocidades, essa distância corresponderia a um atraso de cerca de 777 s, e não de 12 s.
- B
78 900 m corresponderia a um atraso de cerca de 181 s. Esse valor não coincide com a diferença observada nos gráficos.
- C
14 400 m corresponderia a um atraso de cerca de 33 s, maior que o intervalo de aproximadamente 12 s indicado pelos sinais.
- D
Correta. 5 240 m está correta: ao usar essa distância e as duas velocidades, obtém-se uma diferença de tempo de aproximadamente 12 s, como mostram os gráficos.
- E
100 m corresponderia a um atraso de cerca de 0,23 s. Esse intervalo é muito menor que o observado entre os sinais.
Para lembrarPara a mesma distância L, a diferença entre os tempos de chegada é Δt = L/v₁ − L/v₂.
Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.
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