Questão 49 do ENEM 2014 — Ciências da Natureza

A levitação acústica parece mágica, mas tem uma explicação física bem concreta. Para entendê-la, comece lembrando o que é o som: uma onda mecânica longitudinal, ou seja, que se propaga através de sucessivas compressões e rarefações do meio (aqui, o ar). Em outras palavras, o som viaja criando regiões de alta e de baixa pressão.

O enunciado descreve o aparato: um transdutor, que é a superfície vibratória que emite o som, e um refletor, que rebate esse som de volta. Ambos têm superfícies côncavas para focalizar a onda na região onde o objeto fica.

Quando a onda emitida pelo transdutor encontra a onda refletida, ocorre interferência. Se a distância entre transdutor e refletor for ajustada corretamente, essa superposição gera uma onda estacionária — um padrão fixo no espaço, com nós (onde a variação de pressão é nula) e ventres.

Para o objeto ficar levitando (parado no ar), a força resultante sobre ele precisa ser nula. A força peso ($P$) puxa o objeto para baixo, então tem de existir uma força de mesma intensidade empurrando-o para cima. Essa força ascendente aparece porque o objeto se aloja numa região da onda estacionária em que a pressão do ar embaixo dele é maior do que a pressão em cima.

É essa diferença de pressão ao redor do objeto — resultado da combinação (interferência) do som emitido com o som refletido — que produz a força de sustentação capaz de equilibrar a gravidade.

Por isso o gabarito é a alternativa E: a força que equilibra o peso decorre da diferença de pressão dos sons emitido e refletido aplicada no objeto.

Analisando as demais alternativas:

• A está incorreta porque não há contato físico (ação mecânica direta) entre o transdutor e o objeto — a levitação ocorre no ar.
• B está incorreta porque a ressonância transferiria energia para fazer o objeto vibrar com grande amplitude, e não é isso que o sustenta.
• C está incompleta: só o som emitido não criaria um ponto de equilíbrio estável; o refletor é essencial para formar a onda estacionária.
• D está incorreta porque uma interferência totalmente destrutiva anularia o som, e sem onda não haveria variação de pressão para sustentar o objeto.