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Questão 84 do ENEM 2011

1º dia · Ciências da Natureza · H1 · Física: Fenômenos ondulatórios: interferência, difração e polarização

Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixe de luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifício, verifica-se que a luz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar dessa forma.

Ilustração mostrando uma lâmpada emitindo luz que passa por uma abertura larga em um anteparo e atinge uma parede.

Duas ilustrações sequenciais: na superior, com a abertura mais estreita, o feixe de luz afina; na inferior, com a abertura quase fechada, a luz sofre difração e se espalha em frentes de onda curvas.

FIOLHAIS, C. Física divertida. Brasília: UnB, 2000 (adaptado).

Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto?

  1. A
    Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas.
  2. B
    Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito.
  3. C
    Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar.
  4. D
    Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta.
  5. E
    Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O fenômeno das figuras é a difração: quando uma onda encontra uma abertura muito pequena (ou um obstáculo), com dimensão comparável ao seu comprimento de onda, ela se espalha e contorna as bordas, formando frentes de onda curvas, em vez de seguir em linha reta.

O texto diz que o som também se comporta assim. Precisamos, então, achar a situação em que o som contorna um obstáculo ou passa por uma abertura e se espalha.

Analisando cada situação:

  1. Menino atrás do muro: o som contorna a borda do muro e chega a ele, mesmo sem linha reta entre os colegas e o menino. Isso é difração.
  2. Grito no desfiladeiro: o som bate na parede e volta, ou seja, reflexão (eco).
  3. Som da locomotiva pelo chão: o som se propaga mais rápido no sólido que no ar, então chega antes. Isso envolve velocidades diferentes em meios diferentes, não difração.
  4. Ambulância: mudança de frequência percebida por causa do movimento relativo, o efeito Doppler.
  5. Taça que se quebra: a frequência da voz coincide com a frequência natural do cristal, o que é ressonância.

Só a primeira situação mostra a onda sonora contornando um obstáculo.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BDescreve o eco, que é reflexão do som no desfiladeiro, e não difração.
  • CO som chega antes pelo chão porque é mais veloz no sólido do que no ar; trata-se de propagação em meios diferentes.
  • DDescreve o efeito Doppler, variação da frequência percebida pelo movimento relativo entre fonte e observador.
  • EDescreve ressonância: a frequência do som coincide com a frequência natural da taça.

Assunto: Fenômenos ondulatórios: interferência, difração e polarização.

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