UEMG 2014 — questão 16 de Física

Gabarito COndas — som e luz: velocidades, frequências e comportamento ondulatórioProcesso Seletivo 2014 · Prova de Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 16 de Física do UEMG 2014

Enunciado em texto

SOBRE OS TELHADOS DO IRÃ

Sobre os telhados da noite

— no Irã

ecoa a voz agônica

dos que querem

se expressar.

Não é a ladainha dos muezins

e suas preces monótonas

(conformadas)

é o canto verde rasgando

o negro manto dos aiatolás

como se do alto das casas

fosse possível antecipar

— o parto de luz

que sangra na madrugada.

(Sísifo desce a montanha)

O poema faz referência ao som (voz agônica dos que querem se expressar) e à luz (parto de luz que sangra na madrugada), como símbolos da negação de uma realidade incômoda. O adjetivo verde, em canto verde, confirma essa aproximação. Do ponto de vista físico, luz e som são fenômenos que podem apresentar semelhanças ou diferenças. A esse respeito, são feitas as seguintes afirmações:

I. Quando se propagam no ar, som e luz têm a mesma velocidade.

II. Do ar para a água, a velocidade do som aumenta, enquanto a da luz diminui.

III. A frequência dos sons audíveis é maior que a frequência da luz.

IV. Somente o som apresenta comportamento ondulatório.

Está(ão) CORRETA(S)

A) apenas I e III.

B) apenas III e IV.

C) apenas II.

D) apenas IV.

(Enunciado: Processo Seletivo UEMG 2014 — Universidade do Estado de Minas Gerais.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar quatro afirmações que comparam o som e a luz.

I — falsa. No ar, o som anda a cerca de 340 m/s; a luz, a cerca de 3⋅1083 \cdot 10^8 m/s, quase um milhão de vezes mais rápido. É por isso que o clarão do raio chega antes do trovão.

II — verdadeira. O som é onda mecânica: propaga-se melhor em meios mais "rígidos" e menos compressíveis, e na água anda a cerca de 1500 m/s, mais de quatro vezes mais rápido que no ar. A luz é onda eletromagnética e anda mais devagar em meios de maior índice de refração; na água (n≈1,33n \approx 1{,}33):

v=cn≈3⋅1081,33v = \frac{c}{n} \approx \frac{3 \cdot 10^8}{1{,}33}

v≈2,3⋅108 m/sv \approx 2{,}3 \cdot 10^8\ \text{m/s}

Menor que no ar. Os dois mudam em sentidos opostos.

III — falsa. Os sons audíveis vão de cerca de 20 Hz a 20 000 Hz. A luz visível tem frequências da ordem de 101410^{14} Hz (4⋅10144 \cdot 10^{14} a 7,5⋅10147{,}5 \cdot 10^{14} Hz). É o contrário: a luz tem frequência muitíssimo maior.

IV — falsa. A luz também é onda: sofre interferência, difração e polarização, e tem frequência e comprimento de onda. Som e luz são ondas, de naturezas diferentes (mecânica e eletromagnética).

Só a II está correta.

⚠️ A armadilha: generalizar "luz anda mais devagar na água" para o som e julgar a II falsa. Som e luz se comportam ao contrário: o som é mais rápido nos líquidos e sólidos do que no ar; a luz, mais lenta.

A ideia em uma frase: som e luz são ondas, mas de naturezas diferentes: a luz é muito mais rápida e de frequência muito maior, e, ao entrar na água, o som acelera enquanto a luz desacelera.

Resposta: alternativa C (apenas II).

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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