UEM 2013 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 17 de Física
Enunciado em texto
Um homem está parado sobre o ponto mediano que separa duas paredes rígidas, distanciadas uma da outra por 34 m. Ele produz um pulso sonoro que se propaga em linha reta e, em seguida, ouve uma série de ecos. Sabendo que a velocidade de propagação do som no ar é de 340 m/s e que o pulso sonoro não perde energia ao interagir com as paredes do recipiente, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto.
(01) Os ecos sonoros são devidos à reflexão do pulso sonoro nas paredes e são percebidos pelo ouvido do homem a cada 0,1 s.
(02) O pulso sonoro, ao ser refletido nas paredes, sofre inversão de fase.
(04) O som relativo ao terceiro eco percorre 51 m e sofre duas inversões de fase antes de ser percebido pelo ouvido do homem.
(08) Se o mesmo experimento fosse realizado debaixo d’água, onde a velocidade de propagação do som é de 1.600 m/s, a distância do homem à parede deveria ser de 80 m para que ele pudesse perceber os ecos a cada 0,1 s.
(16) O pulso relativo ao quarto eco, quando o experimento é realizado na água, onde a velocidade de propagação do som é de 1.600 m/s, está defasado de 180° graus em relação ao pulso sonoro produzido inicialmente.
(Enunciado: Vestibular UEM 2013 (Verão), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: acompanhar o pulso que vai e volta entre as paredes, passando pelo homem no meio.
Passo 1 — o intervalo. O homem está a 17 m de cada parede. O pulso vai à parede e volta: 34 m. Depois segue até a outra parede e volta ao homem: mais 34 m. A cada 34 m percorridos, ele passa de novo pelo homem (um eco), com uma reflexão a mais:
(01) Verdadeira. Ecos por reflexão, a cada 0,1 s.
(02) Verdadeira. Na parede rígida, o ar encostado nela não pode vibrar (ali é um nó de deslocamento): a onda de deslocamento volta invertida, como o pulso numa corda de ponta fixa. É essa a convenção que a questão usa.
(04) Falsa. O terceiro eco é ouvido em 0,3 s: o som percorreu m e sofreu três reflexões (três inversões), não 51 m e duas.
(08) Verdadeira. Para ecos a cada 0,1 s, cada ida e volta deve levar 0,1 s:
(16) Falsa. O quarto eco sofreu quatro reflexões, quatro inversões de 180°: , que equivale a defasagem zero. Ele chega em fase com o pulso original (e isso independe do meio).
⚠️ A armadilha: na (04), contar só a distância até uma parede e meia (51 m = 1,5 × 34). Cada eco corresponde a mais uma ida e volta completa, de 34 m.
A ideia em uma frase: entre duas paredes, o eco volta a cada ida e volta (2d/v), com uma inversão de fase por reflexão; número par de inversões deixa o pulso em fase.
Resposta: soma 11 (01 + 02 + 08).
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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