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
Esta questão avalia o conceito de propagação de ondas mecânicas e a relação entre velocidade, distância e tempo (v = d/t).
O pulso acústico percorre dois caminhos distintos:
Primeiro eco (t₁ = 0,5 s): O pulso vai da superfície até a interface superior do líquido e retorna. Esse tempo de ida e volta pela rocha é de 0,5 s.
Segundo eco (t₂ = 1,1 s): O pulso percorre o mesmo trajeto pela rocha mais o trecho dentro do líquido: desce os 450 m e sobe mais 450 m (total de 900 m dentro do líquido).
O tempo gasto exclusivamente dentro da camada líquida é:
\Delta t = 1{,}1 - 0{,}5 = 0{,}6 \text{ s}
A distância percorrida no líquido é:
d = 2 \times 450 = 900 \text{ m}
Portanto, a velocidade do som na camada líquida é:
v = \frac{d}{\Delta t} = \frac{900}{0{,}6} = 1500 \text{ m/s}
As demais alternativas resultam de erros comuns: usar o tempo total (1,1 s) sem subtrair o percurso na rocha, ou dividir apenas por metade do percurso no líquido sem considerar a ida e a volta.
Todas as questões do ENEM · Simulado ENEM — questões com gabarito e explicação, grátis e sem cadastro.
