PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 107 do ENEM PPL 2017

2º dia · Ciências da Natureza · H1 · Física: Ondas: conceitos e equação fundamental

O osciloscópio é um instrumento que permite observar uma diferença de potencial (ddp) em um circuito elétrico em função do tempo ou em função de outra ddp. A leitura do sinal é feita em uma tela sob a forma de um gráfico tensão \times tempo.

Gráfico da diferença de potencial elétrico (ddp) em volts em função do tempo t em milissegundos. O eixo vertical varia de -200 V a 200 V com divisões de 50 V. O eixo horizontal varia de 0 a 10 ms com divisões de 1 ms e marcações em 5 e 10 ms. A curva senoidal atinge um valor mínimo em t = 3 ms, cruza o eixo ddp = 0 em t = 5 ms e atinge um valor máximo de 150 V em t = 7 ms.

BOMFIM, M. Disponível em: www.ufpr.br. Acesso em: 14 ago. 2012 (adaptado).

A frequência de oscilação do circuito elétrico estudado é mais próxima de

  1. A
    300\ \text{Hz}.
  2. B
    250\ \text{Hz}.
  3. C
    200\ \text{Hz}.
  4. D
    150\ \text{Hz}.
  5. E
    125\ \text{Hz}.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

A frequência é o inverso do período: f = \frac{1}{T}. O período é o tempo de uma oscilação completa, isto é, o intervalo entre dois pontos consecutivos em que a curva está na mesma fase (dois mínimos ou dois máximos seguidos).

No gráfico, o mínimo ocorre em t = 3\ \text{ms} e o máximo em t = 7\ \text{ms}. Do mínimo ao máximo passa-se apenas meio ciclo.

  1. Meio período: \frac{T}{2} = 7 - 3 = 4\ \text{ms}.
  2. Período: T = 2 \times 4 = 8\ \text{ms} = 8\times 10^{-3}\ \text{s}.
  3. Frequência: f = \frac{1}{8\times 10^{-3}} = 125\ \text{Hz}.

Conferindo: o mínimo em 3 ms e o próximo mínimo em 11 ms, fora da tela, distam 8 ms. O cruzamento por zero em 5 ms é o ponto médio entre 3 e 7 ms, o que é coerente.

A frequência é 125\ \text{Hz}.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa B engana quem toma a distância entre o mínimo (3 ms) e o máximo (7 ms), 4 ms, como período, quando é só meio período.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ANão corresponde a nenhum período lido no gráfico; seria T \approx 3{,}3\ \text{ms}.
  • BUsa T = 4\ \text{ms} (mínimo até máximo), que é só meio período.
  • CCorresponde a T = 5\ \text{ms}, tomando o cruzamento em 5 ms como período.
  • DNão corresponde a nenhum período lido no gráfico; seria T \approx 6{,}7\ \text{ms}.

Assunto: Ondas: conceitos e equação fundamental.

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