ENEM 2023 · questão 135

Questão 135 ENEM 2023: Ondulatória e acústica

Física › Ondulatória e acústicaVestibulares

O petróleo é uma matéria-prima muito valiosa e métodos geofísicos são úteis na sua prospecção. É possível identificar a composição de materiais estratificados medindo-se a velocidade de propagação do som (onda mecânica) através deles. Considere que uma camada de \(450\ \text{m}\) de um líquido se encontra presa no subsolo entre duas camadas rochosas, conforme o esquema. Um pulso acústico (que gera uma vibração mecânica) é emitido a partir da superfície do solo, onde são posteriormente recebidas duas vibrações refletidas (ecos). A primeira corresponde à reflexão do pulso na interface superior do líquido com a camada rochosa. A segunda vibração deve-se à reflexão do pulso na interface inferior. O tempo entre a emissão do pulso e a chegada do primeiro eco é de \(0{,}5\ \text{s}\). O segundo eco chega \(1{,}1\ \text{s}\) após a emissão do pulso

Figura da questão

A velocidade do som na camada líquida, em metro por segundo, é

  1. A
    270.
  2. B
    540.
  3. C
    818.
  4. D
    1 500.
  5. E
    1 800.
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Gabarito: Alternativa D: 1 500..

Resolução comentada

Ideia-chave: a diferença entre os dois ecos é o tempo que o som gasta para atravessar a camada líquida, ida e volta.

  1. O 1º eco (0,5 s) reflete no topo do líquido; o 2º (1,1 s) reflete na base.
  2. Tempo extra: \(1{,}1 - 0{,}5 = 0{,}6\ \text{s}\), para percorrer \(2 \times 450 = 900\ \text{m}\) dentro do líquido.
  3. \[ v = \frac{900}{0{,}6} = 1\,500\ \text{m/s} \]

Resposta: alternativa D.

Por que não as outras: 1 800 (E) divide os 900 m pelo tempo do primeiro eco (0,5 s), que não tem relação com a camada líquida; 818 (C) divide 450 m por 0,55 s, esquecendo a ida e volta; 540 e 270 (B e A) não correspondem à razão entre a distância percorrida no líquido e o tempo extra de 0,6 s.

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