UEMG 2024 — questão 14 de Física

Gabarito COndas — ecolocalização: eco e distância percorrida pelo somVestibular 2024 · Prova de Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 14 de Física do UEMG 2024

Enunciado em texto

Na natureza, diversos animais utilizam o sistema de ecolocalização para se locomoverem no ambiente de forma segura, sem depender do sentido da visão. Esses animais são capazes de emitir ondas sonoras, que são refletidas ao encontrar um obstáculo, retornando ao emissor, que possui a capacidade de interpretar as informações, podendo, assim, identificar a distância dos objetos e presas. Sendo assim, podemos tomar como exemplo o caso de um morcego que emite ondas ultrassônicas no intuito de localizar um inseto para sua alimentação, como mostra a imagem a seguir:

[Figura: esquema da ecolocalização em morcego. À esquerda, um morcego; à direita, um inseto num círculo cinza. Do morcego saem frentes de onda em arcos contínuos, cada vez maiores, rumo ao inseto (seta embaixo, para a direita: “Onda emitida”); do inseto voltam frentes de onda em arcos tracejados rumo ao morcego (seta tracejada em cima, para a esquerda: “Onda refletida (eco)”). Abaixo, um segmento horizontal entre o morcego e o inseto, com a legenda “distância (r)”. Título: “Esquema da ecolocalização em morcego”.]

Disponível em: https://www.researchgate.net/figure/Figura-7-Esquema-de-ecolocalizacao-em-morcegos-A-cabeca-de-um-morcego-e-adaptada-para_fig4_304942116

Sabendo-se que o morcego emitiu uma onda sonora e percebeu a onda refletida 0,08 s depois, considerando a velocidade do som no ar com 330 m/s e desconsiderando a resistência do ar e quaisquer outros efeitos, a distância entre o morcego e o inseto é de aproximadamente:

A) 2,5 m.

B) 4,3 m.

C) 13,2 m.

D) 26,5 m.

(Enunciado e figura: Vestibular UEMG 2024 — 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: a distância entre o morcego e o inseto, sabendo que o eco volta 0,08 s depois da emissão e que o som anda a 330 m/s.

Passo 1 — o som faz ida e volta. Nos 0,08 s, o som vai do morcego até o inseto, reflete e volta até o morcego. Ele percorre a distância rr duas vezes:

2r=v Δt2r = v\,\Delta t

Passo 2 — a conta.

2r=330⋅0,08=26,4 m2r = 330\cdot 0{,}08 = 26{,}4\ \text{m}

r=13,2 mr = 13{,}2\ \text{m}

Conferindo: a ida leva metade do tempo, 0,04 s; em 0,04 s o som percorre 330⋅0,04=13,2330\cdot 0{,}04 = 13{,}2 m. Mesmo resultado.

⚠️ A armadilha: esquecer que o tempo medido é de ida e volta e usar o percurso total, 26,4 m, como se fosse a distância; isso leva à alternativa D (26,5 m, o valor mais próximo).

A ideia em uma frase: no eco, o som vai e volta: a distância até o obstáculo é a velocidade vezes metade do tempo.

Resposta: alternativa C (13,2 m).

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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