Questão 57 do ENEM 2016

Question

O morcego emite pulsos de curta duração de ondas ultrassônicas, os quais voltam na forma de ecos após atingirem objetos no ambiente, trazendo informações a respeito das suas dimensões, suas localizações e dos seus possíveis movimentos. Isso se dá em razão da sensibilidade do morcego em detectar o tempo gasto para os ecos voltarem, bem como das pequenas variações nas frequências e nas intensidades dos pulsos ultrassônicos. Essas características lhe permitem caçar pequenas presas mesmo quando estão em movimento em relação a si. Considere uma situação unidimensional em que uma mariposa se afasta, em movimento retilíneo e uniforme, de um morcego em repouso.

A distância e velocidade da mariposa, na situação descrita, seriam detectadas pelo sistema de um morcego por quais alterações nas características dos pulsos ultrassônicos?

A
Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida diminuída.
B
Intensidade aumentada, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida diminuída.
C
Intensidade diminuída, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida aumentada.
D
Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada.
E
Intensidade aumentada, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 57 do ENEM 2016

1º dia · Ciências da Natureza · H1 · Física: Efeito Doppler

O morcego emite pulsos de curta duração de ondas ultrassônicas, os quais voltam na forma de ecos após atingirem objetos no ambiente, trazendo informações a respeito das suas dimensões, suas localizações e dos seus possíveis movimentos. Isso se dá em razão da sensibilidade do morcego em detectar o tempo gasto para os ecos voltarem, bem como das pequenas variações nas frequências e nas intensidades dos pulsos ultrassônicos. Essas características lhe permitem caçar pequenas presas mesmo quando estão em movimento em relação a si. Considere uma situação unidimensional em que uma mariposa se afasta, em movimento retilíneo e uniforme, de um morcego em repouso.

A distância e velocidade da mariposa, na situação descrita, seriam detectadas pelo sistema de um morcego por quais alterações nas características dos pulsos ultrassônicos?

A
Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida diminuída.
B
Intensidade aumentada, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida diminuída.
C
Intensidade diminuída, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida aumentada.
D
Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada.
E
Intensidade aumentada, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada.

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Resolução comentada

A mariposa se afasta do morcego, que está parado. Vamos ver cada característica do eco.

Tempo de retorno: o pulso vai até a mariposa e volta. A cada instante ela está mais longe, então o caminho de ida e volta é maior e o eco demora mais. O tempo de retorno aumenta. Com d = \frac{v_{som}\,\Delta t}{2}, é esse tempo que informa a distância.
Intensidade: a onda se espalha e perde energia ao percorrer distâncias maiores, e parte dela é absorvida ou dispersada na reflexão. Quanto mais longe a presa, mais fraco o eco. A intensidade diminui.
Frequência: é o efeito Doppler. Quando a fonte ou o refletor se afasta do observador, cada crista da onda tem de percorrer uma distância um pouco maior que a anterior. As cristas chegam mais espaçadas no tempo, e a frequência percebida diminui. Como o eco tem frequência menor que o pulso emitido, o morcego usa essa variação para calcular a velocidade da mariposa.

Resumindo: intensidade diminuída, tempo de retorno aumentado e frequência percebida diminuída.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa D engana: acerta intensidade e tempo de retorno, mas põe frequência aumentada, que é o Doppler da aproximação.

Por que as outras alternativas estão erradas

BDiz que a intensidade aumenta e o tempo de retorno diminui, o que só ocorreria com a presa se aproximando.
CTempo de retorno diminuído e frequência aumentada descrevem uma presa que se aproxima, não que se afasta.
DAcerta intensidade e tempo, mas troca o efeito Doppler: no afastamento a frequência diminui.
ETodas as três características estão invertidas para o afastamento.

Assuntos: Efeito Doppler, Ondas sonoras e acústica.

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