Questão 78 do ENEM 2016Ciências da Natureza

ENEM 2016Ciências da Natureza3ª aplicação

Em 26 de dezembro de 2004, um tsunami devastador, originado a partir de um terremoto na costa da Indonésia, atingiu diversos países da Ásia, matando quase 300 mil pessoas. O grau de devastação deveu-se, em boa parte, ao fato de as ondas de um tsunami serem extremamente longas, com comprimento de onda de cerca de 200 km. Isto é muito maior que a espessura da lâmina de líquido, $d$, típica do Oceano Índico, que é de cerca de 4 km. Nessas condições, com boa aproximação, a sua velocidade de propagação torna-se dependente de $d$, obedecendo à relação $v = \sqrt{gd}$. Nessa expressão, $g$ é a aceleração da gravidade, que pode ser tomada como 10 m/s².

SILVEIRA, F. L.; VARRIALE, M. C. Propagação das ondas marítimas e dos tsunami. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, n. 2, 2005 (adaptado).

Sabendo-se que o tsunami consiste em uma série de ondas sucessivas, qual é o valor mais próximo do intervalo de tempo entre duas ondas consecutivas?
A
1 min
B
3,6 min
17 min
Resposta correta
D
60 min
E
216 min
Gabarito oficial: alternativa C

Resolução comentada

Para resolvermos essa questão, precisamos primeiro entender o que está sendo pedido. O "intervalo de tempo entre duas ondas consecutivas" é a definição exata do período (TT) de uma onda.

Vamos organizar as informações fornecidas no enunciado e convertê-las para o Sistema Internacional de Unidades (SI), ou seja, metros e segundos:

  • Comprimento de onda: λ=200 km=200.000 m\lambda = 200 \text{ km} = 200.000 \text{ m}
  • Espessura da lâmina de líquido (profundidade): d=4 km=4.000 md = 4 \text{ km} = 4.000 \text{ m}
  • Aceleração da gravidade: g=10 m/s2g = 10 \text{ m/s}^2

O primeiro passo é calcular a velocidade de propagação (vv) do tsunami usando a fórmula fornecida no texto: v=gdv = \sqrt{g \cdot d}

Substituindo os valores: v=104.000v = \sqrt{10 \cdot 4.000} v=40.000v = \sqrt{40.000} v=200 m/sv = 200 \text{ m/s}

Agora que temos a velocidade da onda e o seu comprimento, podemos usar a equação fundamental da ondulatória para encontrar o período (TT). A equação é: v=λTv = \frac{\lambda}{T}

Isolando o período (TT): T=λvT = \frac{\lambda}{v}

Substituindo os valores que já temos: T=200.000 m200 m/sT = \frac{200.000 \text{ m}}{200 \text{ m/s}} T=1.000 sT = 1.000 \text{ s}

Encontramos o tempo em segundos, mas as alternativas estão em minutos. Para converter de segundos para minutos, basta dividir por 6060: T=1.00060 minT = \frac{1.000}{60} \text{ min} T16,67 minT \approx 16,67 \text{ min}

O valor mais próximo de 16,67 min16,67 \text{ min} entre as alternativas disponíveis é 17 min17 \text{ min}.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2016 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.