Hora do Simulado

Questão 114

ENEM 2023, Ciências da Natureza Dificuldade: Média Favoritar

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.

Esquema do subsolo: emissor e detector de pulsos na superfície, uma camada de rocha, uma camada de líquido de 450 m de espessura e outra camada de rocha embaixo

A velocidade do som na camada líquida, em metro por segundo, é

Ver gabarito e resolução

Em resumo: O segundo eco chega 0,6 s depois do primeiro: o som vai e volta nos 450 m de líquido, 900 m em 0,6 s.

Gabarito oficial: alternativa D.

Resolução

A questão pede a velocidade do som na camada líquida.

O primeiro eco reflete no topo do líquido; o segundo, no fundo. A diferença entre eles é o tempo que o som leva para ir e voltar dentro do líquido.

  1. Diferença de tempo: \Delta t = 1{,}1 - 0{,}5 = 0{,}6\ \text{s}.
  2. Distância no líquido (ida e volta): d = 2 \cdot 450 = 900\ \text{m}.
  3. Velocidade: v = \dfrac{900}{0{,}6} = 1\,500\ \text{m/s}.

Alternativas

  • A) Errada. Multiplica 450 m por 0,6 s em vez de dividir.
  • B) Errada. Multiplica 900 m por 0,6 s em vez de dividir.
  • C) Errada. Divide 450 m por 0,55 s, sem a ida e a volta.
  • D) Correta. 900 m em 0,6 s dão 1 500 m/s.
  • E) Errada. Divide 900 m por 0,5 s, o tempo do primeiro eco.

Logo, a resposta é a alternativa D.

Fonte: INEP/MEC.

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