ENEM 2014 (3ª aplicação) — questão 78 de Física

Gabarito COndas — velocidade da luz e do som (relâmpago e trovão)1º dia · 3ª aplicação · Caderno 3 (Branco)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 78 de Física do ENEM 2014 (3ª aplicação)

Enunciado em texto

Durante a formação de uma tempestade, são observadas várias descargas elétricas, os raios, que podem ocorrer das nuvens para o solo (descarga descendente), do solo para as nuvens (descarga ascendente) ou entre uma nuvem e outra. Normalmente, observa-se primeiro um clarão no céu (relâmpago) e somente alguns segundos depois ouve-se o barulho (trovão) causado pela descarga elétrica. O trovão ocorre devido ao aquecimento do ar pela descarga elétrica que sofre uma expansão e se propaga em forma de onda sonora.

O fenômeno de ouvir o trovão certo tempo após a descarga elétrica ter ocorrido deve-se

a) à velocidade de propagação do som ser diminuída por conta do aquecimento do ar.

b) à propagação da luz ocorrer através do ar e a propagação do som ocorrer através do solo.

c) à velocidade de propagação da luz ser maior do que a velocidade de propagação do som no ar.

d) ao relâmpago ser gerado pelo movimento de cargas elétricas, enquanto o som é gerado a partir da expansão do ar.

e) ao tempo da duração da descarga elétrica ser menor que o tempo gasto pelo som para percorrer a distância entre o raio e quem o observa.

(Enunciado: ENEM 2014, 3ª 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: por que o trovão chega depois do relâmpago, se os dois nascem no mesmo instante.

Passo 1 — comparar as velocidades. A luz do relâmpago viaja a cerca de 3×1083 \times 10^8 m/s; o som do trovão, no ar, a cerca de 340 m/s, quase um milhão de vezes mais devagar.

Passo 2 — o atraso. Para um raio a 1 km, a luz chega em uns 3 milionésimos de segundo (praticamente na hora), e o som leva:

t=dv=1000340≈3 st = \frac{d}{v} = \frac{1000}{340} \approx 3\ \text{s}

Por isso se vê o clarão primeiro e se ouve o trovão alguns segundos depois.

Por que não as outras: (A) ar mais quente, na verdade, deixa o som um pouco mais rápido, e de todo modo não é isso que cria o atraso. (B) os dois chegam pelo ar. (D) é verdade que a origem dos dois é diferente, mas isso não explica a diferença no tempo de chegada. (E) a duração da descarga não importa: o atraso existe porque a luz chega quase na hora e o som demora, e a alternativa nem fala da luz.

⚠️ A armadilha: a (D). Ela traz informações corretas do próprio texto, mas não responde à pergunta: o que atrasa o trovão é a velocidade do som, não a forma como ele é produzido.

A ideia em uma frase: luz e som partem juntos do raio, mas a luz é quase um milhão de vezes mais rápida — por isso o trovão chega depois.

Resposta: alternativa C.

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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