ENEM 2023 · Ciências da Natureza · Física · ondas
Questão 135 do ENEM 2023
Resposta: letra D. Determinar a velocidade do som em uma camada líquida de 450 metros, baseando-se nos tempos de viagem de ecos acústicos refletidos em interfaces.
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 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 s. O segundo eco chega 1,1 s após a emissão do pulso
A velocidade do som na camada líquida, em metro por segundo, é
- A270.
- B540.
- C818.
- D1 500.Resposta correta
- E1 800.
Como resolver a questão 135 passo a passo?
O conceito que resolve
Velocidade de onda mecânica definida pela razão entre a distância percorrida e o tempo intervalo (v = Δs/Δt). No eco, a onda precisa percorrer o caminho de ida e de volta dentro do meio específico.
Como chegar na resposta
- Identificar que o segundo eco ocorre após a onda atravessar a camada de líquida e retornar.
- Observar que o tempo total do segundo eco é de 1,1 s em relação à emissão inicial.
- Observar que o primeiro eco (0,5 s) ocorre apenas no topo da rocha, antes do líquido.
- Calcular o tempo que a onda levou para passar exclusivamente dentro da camada líquida: 1,1 s - 0,5 s = 0,6 s.
- Considerar que a distância total percorrida pela onda dentro do líquido é o dobro da espessura da camada: 450 m * 2 = 900 m.
- Calcular a velocidade: v = 900 m / 0,6 s = 1500 m/s.
Por que cada alternativa
- AErro ao dividir a distância de ida apenas pelo tempo total do eco (1,1 s), ignorando o trajeto de volta.
- BErro ao utilizar o tempo do primeiro eco (0,5 s) em vez do intervalo de tempo de permanência no líquido líquido.
- CErro no cálculo do intervalo de tempo ou ao esquecer de dobrar o valor da espessura da camada para o trajeto total.
- DCálculo correto ao dividir o dobro da espessura (900 m) pelo intervalo de tempo de deslocamento no líquido (0,6 s).
- EErro ao considerar o tempo total de 1,1 s como se fosse apenas o tempo de ida e volta da camada líquida.
Onde essa questão derruba a maioria
A maior armadilha é confundir o tempo total do eco (1,1 s) com o tempo que a onda passou apenas dentro da camada líquida, além de esquecer que o som percorre a distância duas vezes (ida e volta).
O que estudar se você errou
Lembre-se sempre: em problemas de eco, a distância percorrida é o dobro da profundidade, e o tempo de interesse de um meio específico é a diferença entre os ecos sucessivos relacionados.
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