Humanitas 2021 (2º semestre) — questão 39 de Física
Enunciado em texto
Em um exame de ultrassonografia, quando uma onda de ultrassom atinge uma interface entre dois tecidos diferentes do corpo humano, parte dela é refletida e parte dela é transmitida. A onda transmitida do primeiro para o segundo tecido continua a se propagar após a interface, mas com velocidade característica do segundo tecido. Ademais, ao ser transmitida, a onda de ultrassom mantém sua frequência original. Considere uma onda ultrassônica que se propaga no tecido muscular com velocidade de 1 600 m/s e parte dela é transmitida para o tecido ósseo, onde se propaga com velocidade de 4 000 m/s. Nessa situação, quando a onda é transmitida do tecido muscular para o tecido ósseo
(A) seu comprimento de onda aumenta e seu período permanece constante.
(B) seu comprimento de onda e seu período aumentam.
(C) seu comprimento de onda e seu período permanecem constantes.
(D) seu comprimento de onda e seu período diminuem.
(E) seu comprimento de onda permanece constante e seu período aumenta.
(Enunciado: Vestibular Humanitas 2021 (2º semestre), Prova II — Humanitas/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências Médicas Humanitas e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece com o comprimento de onda e o período quando o ultrassom passa do músculo para o osso.
Passo 1 — o período. O próprio enunciado diz que a frequência se mantém (ela é imposta pela fonte, e a interface não muda o ritmo das oscilações). Como o período é o inverso da frequência, , ele também permanece constante.
Passo 2 — o comprimento de onda. Pela equação fundamental da ondulatória, com f fixa:
O comprimento de onda é proporcional à velocidade. A velocidade sobe de 1 600 m/s para 4 000 m/s, então λ aumenta na mesma proporção:
Por que não as outras: (B) e (E) fazem o período aumentar, e (D) diminuir, o que exigiria mudar a frequência. (C) e (E) mantêm o comprimento de onda constante, o que só seria possível com a mesma velocidade.
⚠️ A armadilha: achar que, se a velocidade mudou, a frequência (e o período) também mudam. Na refração, quem muda junto com a velocidade é o comprimento de onda; a frequência é sempre a da fonte.
A ideia em uma frase: na mudança de meio, a frequência e o período ficam, e o comprimento de onda acompanha a velocidade: λ = v/f.
Resposta: alternativa A.
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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