PUC-PR 2015 — questão 51 de Física
Enunciado em texto
Nas regiões sul e nordeste do litoral da Inglaterra, existem construções em concreto em forma de refletores acústicos que foram utilizadas durante as décadas de 1920 e 1930 para a detecção de aeronaves inimigas. O som produzido pelas aeronaves é refletido pela superfície parabólica e concentrado no ponto de foco, onde um vigia ou um microfone captava o som. Com o desenvolvimento de aeronaves mais rápidas e de sistemas de radares, os refletores tornaram-se obsoletos. Suponha que um vigia posicionado no centro de um refletor comece a escutar repentinamente o ruído de um avião inimigo que se aproxima em missão de ataque. O avião voa a uma velocidade constante de 540 km/h numa trajetória reta coincidente com o eixo da superfície parabólica do refletor. Se o som emitido pelo motor do avião demora 30,0 s para chegar ao refletor, a que distância o avião se encontra do refletor no instante em que o vigia escuta o som? Considere que a velocidade do som no ar é de 340 m/s.
[Foto: três grandes estruturas de concreto à beira de um lago: uma parede longa e curva à esquerda e dois discos côncavos verticais, um pequeno e outro grande, à direita.]
Fonte: Wikimedia Commons
(A) 10,2 km.
(B) 4,50 km.
(C) 5,70 km.
(D) 14,7 km.
(E) 6,00 km.
(Enunciado e figura: Vestibular PUCPR 2015 (Verão) — PUCPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: onde o avião está quando o som que ele emitiu 30 s antes chega ao vigia.
Passo 1 — onde o avião estava quando emitiu o som. O som viajou 30,0 s a 340 m/s:
Passo 2 — quanto o avião andou nesse tempo. 540 km/h = 150 m/s, e ele vem na direção do refletor:
Passo 3 — a distância no instante da escuta:
⚠️ A armadilha: parar no Passo 1 e responder 10,2 km (alternativa A), que é onde o avião estava quando emitiu o som. Enquanto o som viajava, o avião continuou se aproximando. Somar em vez de subtrair (como se ele se afastasse) dá 14,7 km (alternativa D); responder só o deslocamento do avião dá 4,50 km (alternativa B).
A ideia em uma frase: o som que se ouve agora saiu do avião no passado; desconte o quanto o avião andou enquanto o som viajava.
Resposta: alternativa C (5,70 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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