ENEM 2023 — questão 114 de Física
Enunciado em texto
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.
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: a velocidade do som dentro da camada líquida.
Passo 1 — o que cada eco percorreu.
• 1º eco (): desceu pela rocha até o topo do líquido e voltou.
• 2º eco (): fez esse mesmo caminho na rocha mais a travessia do líquido, ida e volta.
Passo 2 — subtraia para isolar o líquido. O trecho de rocha é comum aos dois. A diferença de tempo é, portanto, o tempo gasto só no líquido:
Passo 3 — a distância correspondente. Nesse tempo o pulso atravessou a camada e voltou:
Passo 4 — calcule.
Onde se erra: esquecer o fator 2 (usar só os ) dá ; usar o tempo total em vez da diferença dá , que está lá esperando na alternativa C.
Resposta: alternativa D (1 500 m/s).
Resolução em vídeo
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