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
Esta questão avalia a relação entre velocidade, distância e tempo na propagação do som em diferentes meios.
Os dois detectores captam o mesmo evento sonoro (queda do bloco de gelo), mas o som percorre a mesma distância L por meios diferentes: o detector A recebe o sinal pelo som que viajou na água (vA = 1 540 m/s) e o detector B pelo som que viajou no ar (vB = 340 m/s).
Analisando os gráficos, o sinal chega ao detector A (água) em aproximadamente t = 208 s e ao detector B (ar) em aproximadamente t = 220 s. A diferença de tempo de chegada é:
\Delta t = t_B - t_A = 220 - 208 = 12 \text{ s}
Como ambos os sinais partiram do mesmo ponto (a geleira) ao mesmo instante e percorreram a mesma distância L, temos:
t_A = \frac{L}{v_A} \quad \text{e} \quad t_B = \frac{L}{v_B}
Portanto:
\Delta t = t_B - t_A = L\left(\frac{1}{v_B} - \frac{1}{v_A}\right) = L\left(\frac{1}{340} - \frac{1}{1540}\right)
\Delta t = L \cdot \frac{v_A - v_B}{v_B \cdot v_A} = L \cdot \frac{1540 - 340}{340 \times 1540} = L \cdot \frac{1200}{523\,600}
Isolando L:
L = 12 \times \frac{523\,600}{1200} \approx 5\,236 \text{ m} \approx 5\,240 \text{ m}
As demais alternativas resultariam de diferenças de tempo incorretas ou de confundir as velocidades dos meios. O valor de 5 240 m é o mais próximo do resultado calculado.
Todas as questões do ENEM · Simulado ENEM — questões com gabarito e explicação, grátis e sem cadastro.
