Questão 114 do Caderno Amarelo do Enem 2023 - Segundo Dia | Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

(Enem 2023) 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

A ) 270.

B ) 540.

C ) 818.

D ) 1 500.

E ) 1 800.

Mostrar Resposta Comentada:

Alternativa: D

Explicação:

Velocidade do som em uma camada líquida subterrânea.

Conhecimentos necessários: movimento ondulatório, reflexão de ondas, cálculo de velocidade e interpretação de dados.

Analisando o problema:

• Um pulso acústico (som) é emitido e refletido em duas interfaces (camadas rochosas).

• O tempo entre a emissão do pulso e a recepção dos ecos é medido.

• A distância percorrida pelo som é conhecida (espessura da camada líquida).

Objetivo:

• Calcular a velocidade do som na camada líquida.

Resolução:

1. Calcular a distância total percorrida pelo som:

• O som percorre duas vezes a espessura da camada líquida (ida e volta).

Distância total = 2*espessura da camada líquida = 2*450m = 900m.

1. Calcular o tempo total gasto pelo som:

• O tempo total é a diferença entre o tempo de chegada do segundo eco e o tempo de emissão do pulso.

Tempo total = 1,1s - 0,5s = 0,6s.

1. Calcular a velocidade do som:

• Velocidade = Distância / Tempo (V = s/t).

Velocidade do som = 900m / 0,6s = 1500m/s.

Resposta:

A velocidade do som na camada líquida é de 1500m/s.

D ) 1 500.

---

Dicas para gabaritar:

• Compreenda os conceitos de movimento ondulatório, reflexão de ondas e velocidade do som.

• Identifique os dados relevantes para o cálculo da velocidade do som (tempo e distância).

• Utilize a fórmula Velocidade = Distância / Tempo para calcular a velocidade do som.