Questão 53 do ENEM 2014Ciências da Natureza

ENEM 2014Ciências da Natureza2ª aplicação

O sonar é um equipamento eletrônico que permite a localização de objetos e a medida de distâncias no fundo do mar, pela emissão de sinais sônicos e ultrassônicos e a recepção dos respectivos ecos. O fenômeno do eco corresponde à reflexão de uma onda sonora por um objeto, a qual volta ao receptor pouco tempo depois de o som ser emitido. No caso do ser humano, o ouvido é capaz de distinguir sons separados por, no mínimo, 0,1 segundo

Considerando uma condição em que a velocidade do som no ar é 340 m/s, qual é a distância mínima a que uma pessoa deve estar de um anteparo refletor para que se possa distinguir o eco do som emitido?
17 m
Resposta correta
B
34 m
C
68 m
D
1 700 m
E
3 400 m
Gabarito oficial: alternativa A

Resolução comentada

Para resolver essa questão, precisamos entender o fenômeno do eco. O eco ocorre quando uma onda sonora é emitida, reflete em um obstáculo (o anteparo) e retorna ao emissor.

O enunciado diz que, para o ouvido humano distinguir o som emitido do som refletido, é preciso um intervalo mínimo de Δt=0,1 s\Delta t = 0,1 \text{ s}. A velocidade do som no ar é v=340 m/sv = 340 \text{ m/s}.

O ponto crucial é perceber que o som faz uma viagem de ida e volta: percorre a distância DD até o anteparo e novamente DD na volta. Logo, a distância total percorrida é ΔS=2D\Delta S = 2D.

Aplicando a definição de velocidade média: v=ΔSΔt=2DΔtv = \frac{\Delta S}{\Delta t} = \frac{2D}{\Delta t}

Isolando DD: D=vΔt2D = \frac{v \cdot \Delta t}{2}

Substituindo os valores: D=3400,12=342=17 mD = \frac{340 \cdot 0,1}{2} = \frac{34}{2} = 17 \text{ m}

Portanto, a distância mínima para distinguir o eco é de 17 m17 \text{ m}. Se a distância fosse menor, o som iria e voltaria em menos de 0,1 s0,1 \text{ s}, e o cérebro interpretaria tudo como um som contínuo (reverberação), sem separar o som original do refletido.

A alternativa correta é a A.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2014 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.