ENEM 2012 PPL — questão 73 de Física

Gabarito DCinemática — movimento uniforme: som no ar × sinal no cabo1º dia · Reaplicação/PPL · Caderno 3 (Branco)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 73 de Física do ENEM 2012 PPL

Enunciado em texto

Em apresentações musicais realizadas em espaços onde o público fica longe do palco, é necessária a instalação de alto-falantes adicionais a grandes distâncias, além daqueles localizados no palco. Como a velocidade com que o som se propaga no ar (vsom=3,4×102v_{\text{som}} = 3{,}4 \times 10^{2} m/s) é muito menor do que a velocidade com que o sinal elétrico se propaga nos cabos (vsinal=2,6×108v_{\text{sinal}} = 2{,}6 \times 10^{8} m/s), é necessário atrasar o sinal elétrico de modo que este chegue pelo cabo ao alto-falante no mesmo instante em que o som vindo do palco chega pelo ar. Para tentar contornar esse problema, um técnico de som pensou em simplesmente instalar um cabo elétrico com comprimento suficiente para o sinal elétrico chegar ao mesmo tempo que o som, em um alto-falante que está a uma distância de 680 metros do palco.

A solução é inviável, pois seria necessário um cabo elétrico de comprimento mais próximo de

a) 1,1×1031{,}1 \times 10^{3} km.

b) 8,9×1048{,}9 \times 10^{4} km.

c) 1,3×1051{,}3 \times 10^{5} km.

d) 5,2×1055{,}2 \times 10^{5} km.

e) 6,0×10136{,}0 \times 10^{13} km.

(Enunciado: ENEM 2012 PPL (2ª aplicação), Caderno 3 – Branco — INEP.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.

Resolução comentada

O que a questão pede: o comprimento de cabo que faria o sinal elétrico demorar o mesmo tempo que o som para chegar ao alto-falante.

Passo 1 — quanto tempo o som leva. O som anda com velocidade constante no ar (movimento uniforme):

t=dvsom=680340=2 st = \frac{d}{v_{\text{som}}} = \frac{680}{340} = 2\ \text{s}

Passo 2 — quanto o sinal anda nesse tempo. Para chegar junto, o sinal tem de passar esses mesmos 2 s dentro do cabo:

L=vsinal t=2,6×108×2L = v_{\text{sinal}}\,t = 2{,}6 \times 10^{8} \times 2

L=5,2×108 m=5,2×105 kmL = 5{,}2 \times 10^{8}\ \text{m} = 5{,}2 \times 10^{5}\ \text{km}

Conferindo o “inviável”: 520 mil quilômetros é mais que a distância da Terra à Lua (cerca de 384 mil km). Não dá para enrolar isso atrás do palco.

⚠️ As armadilhas:

• inverter a divisão do tempo (340/680=0,5340/680 = 0{,}5 s) dá 1,3×1081{,}3 \times 10^{8} m =1,3×105= 1{,}3 \times 10^{5} km, a alternativa C;

• multiplicar tudo (680×340×2,6×108680 \times 340 \times 2{,}6 \times 10^{8}) dá cerca de 6,0×10136{,}0 \times 10^{13}, a alternativa E (e nem a unidade faria sentido).

A ideia em uma frase: mesmo tempo para os dois: t = d/v do som, e o cabo seria v do sinal vezes esse t — um absurdo de 520 mil km.

Resposta: alternativa D (5,2×1055{,}2 \times 10^{5} km).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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