UFU 2020-2 — questão 21 de Física
Enunciado em texto
Um efeito que, às vezes, se observa em dias de chuva é a emissão de luz característica de relâmpagos seguido da audição do respectivo barulho do trovão após decorrido um intervalo de tempo.
Qual é o motivo, nesse caso citado, de haver essa diferença de tempo entre a observação da luz e a audição do som do trovão?
A) A luz é uma onda transversal e o som é uma onda longitudinal, e as ondas transversais possuem maior comprimento de onda que as longitudinais.
B) A luz é onda polarizada e o som é uma onda sem polarização, e as ondas polarizadas possuem maior interação com o ar atmosférico que as sem polarização.
C) A luz é uma onda eletromagnética e o som é uma onda mecânica, e as ondas eletromagnéticas possuem maior velocidade que as mecânicas.
D) A luz é uma onda unidimensional e o som é uma onda bidimensional, e as ondas unidimensionais possuem maior frequência que as bidimensionais.
(Enunciado: Processo Seletivo UFU 2020-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: por que o trovão chega depois do clarão, se os dois nascem juntos na descarga.
Passo 1 — as duas velocidades. A luz é onda eletromagnética e, no ar, anda a praticamente m/s. O som é onda mecânica, que depende da vibração das moléculas do ar, e anda a cerca de 340 m/s, perto de um milhão de vezes mais devagar.
Passo 2 — um exemplo. Para um raio a 1,7 km:
A luz chega na hora; o som, segundos depois. (É por isso que contar os segundos entre o clarão e o trovão e dividir por 3 dá, aproximadamente, a distância do raio em quilômetros.)
Por que não as outras: (A) a luz é mesmo transversal e o som no ar longitudinal, mas comprimento de onda não determina o tempo de chegada, e não existe essa regra de comprimentos; (B) a luz do relâmpago não é polarizada, e polarização não define a velocidade; (D) luz e som se propagam nas três dimensões, e a frequência também não decide a velocidade.
⚠️ A armadilha: a alternativa A, que começa com uma frase verdadeira (luz transversal, som longitudinal) e completa com uma explicação inventada. O que importa é a velocidade de propagação.
A ideia em uma frase: a luz chega quase instantaneamente e o som anda a uns 340 m/s: por isso o trovão vem depois.
Resposta: alternativa C (a onda eletromagnética é muito mais rápida que a mecânica).
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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