ENEM 2018 — questão 124 de Física
Enunciado em texto
Nos manuais de instalação de equipamentos de som há o alerta aos usuários para que observem a correta polaridade dos fios ao realizarem as conexões das caixas de som. As figuras ilustram o esquema de conexão das caixas de som de um equipamento de som mono, no qual os alto-falantes emitem as mesmas ondas. No primeiro caso, a ligação obedece às especificações do fabricante e no segundo mostra uma ligação na qual a polaridade está invertida.
[Figuras: "Polaridade correta" — as saídas E e D do equipamento ligadas às caixas E e D com + em + e − em −. "Polaridade invertida" — a caixa D tem os fios cruzados, ligando + em − e − em +.]
O que ocorre com os alto-falantes E e D se forem conectados de acordo com o segundo esquema?
a) O alto-falante E funciona normalmente e o D entra em curto-circuito e não emite som.
b) O alto-falante E emite ondas sonoras com frequências ligeiramente diferentes do alto-falante D provocando o fenômeno de batimento.
c) O alto-falante E emite ondas sonoras com frequências e fases diferentes do alto-falante D provocando o fenômeno conhecido como ruído.
d) O alto-falante E emite ondas sonoras que apresentam um lapso de tempo em relação às emitidas pelo alto-falante D provocando o fenômeno de reverberação.
e) O alto-falante E emite ondas sonoras em oposição de fase às emitidas pelo alto-falante D provocando o fenômeno de interferência destrutiva nos pontos equidistantes aos alto-falantes.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a inversão da polaridade faz fisicamente. Trocar os fios `+` e `−` de um alto-falante inverte o sentido da corrente na bobina. O cone, que antes avançava, passa a recuar — e vice-versa. O alto-falante continua emitindo a mesma onda, com a mesma frequência e a mesma amplitude, mas invertida: em oposição de fase (defasagem de 180°, ou meio comprimento de onda).
Passo 1 — o que NÃO muda. Frequência, comprimento de onda e amplitude ficam iguais. O enunciado ainda reforça que o equipamento é mono: os dois alto-falantes emitem "as mesmas ondas". Isso elimina B e C de saída, porque as duas afirmam frequências diferentes.
Passo 2 — o que acontece quando as duas ondas se encontram. Duas ondas iguais em oposição de fase se superpõem: onde uma tem crista, a outra tem vale. A soma dá zero — é a interferência destrutiva.
Passo 3 — onde exatamente o som some. O cancelamento é total nos pontos que estão à mesma distância dos dois alto-falantes: são os pontos equidistantes, onde as duas ondas chegam com a mesma defasagem de 180° que tinham na saída. É justamente o que a alternativa E diz — e a palavra equidistantes é o que a torna precisa.
Por que as outras caem:
• A (curto-circuito): inverter a polaridade não curto-circuita nada; o alto-falante funciona normalmente, só que invertido.
• B (batimento): batimento exige frequências ligeiramente diferentes. Aqui são idênticas.
• C (ruído por frequências e fases diferentes): de novo afirma frequências diferentes.
• D (reverberação): reverberação é o som refletido nas paredes chegando com atraso — não tem relação com polaridade de fios.
Como isso soa na prática, e por que o manual avisa. Com a polaridade invertida, o som fica "fino", sem graves e com a imagem estéreo desfocada. Os graves somem primeiro porque têm comprimento de onda grande: a região onde as duas ondas chegam praticamente em fase oposta é enorme. Os agudos, de comprimento de onda curto, cancelam só em pontos muito específicos.
A ideia em uma frase: inverter a polaridade não muda a onda, muda o sinal dela — e duas ondas iguais com sinais opostos se cancelam onde chegam juntas.
Resposta: alternativa E.
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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