EEAR 2023 (CFS 1) — questão 86 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade do som na água, sabendo a diferença entre os tempos de chegada pelo ar e pela água.

Passo 1 — o tempo pelo ar. O som percorre os 2 448 m a 240 m/s:

$$t_{\text{ar}} = \frac{2448}{240} = 10{,}2\ \text{s}$$

Passo 2 — o tempo pela água. O som é mais rápido na água, então chega antes ao microfone submerso; 8,5 s é quanto ele chega antes:

$$t_{\text{água}} = 10{,}2 - 8{,}5 = 1{,}7\ \text{s}$$

Passo 3 — a velocidade na água:

$$v_{\text{água}} = \frac{2448}{1{,}7} = 1440\ \text{m/s}$$

Conferindo: 1 440 m/s é a ordem de grandeza real do som na água (perto de 1 500 m/s), bem maior que no ar.

⚠️ A armadilha: dividir a distância pelo intervalo de 8,5 s, como se fosse o tempo de viagem na água: $2448/8{,}5 = 288$ m/s, a alternativa A. Os 8,5 s são a diferença entre os dois tempos.

A ideia em uma frase: o intervalo medido é a diferença entre os tempos de percurso; ache o tempo no ar, subtraia, e divida a distância pelo tempo na água.

Resposta: alternativa C (1 440 m/s).