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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 103 do ENEM 2018

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

O sonorizador é um dispositivo físico implantado sobre a superfície de uma rodovia de modo que provoque uma trepidação e ruído quando da passagem de um veículo sobre ele, alertando para uma situação atípica à frente, como obras, pedágios ou travessia de pedestres. Ao passar sobre os sonorizadores, a suspensão do veículo sofre vibrações que produzem ondas sonoras, resultando em um barulho peculiar. Considere um veículo que passe com velocidade constante igual a 108\frac{\text{km}}{\text{h}} sobre um sonorizador cujas faixas são separadas por uma distância de 8 cm.

Disponível em: www.denatran.gov.br. Acesso em: 2 set. 2015 (adaptado).

A frequência da vibração do automóvel percebida pelo condutor durante a passagem nesse sonorizador é mais próxima de

  1. A
    8,6 hertz.
  2. B
    13,5 hertz.
  3. C
    375 hertz.
  4. D
    1 350 hertz.
  5. E
    4 860 hertz.
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Resolução comentada

A cada faixa do sonorizador que o pneu atravessa, a suspensão recebe um "tranco". A frequência é quantos trancos ocorrem por segundo, ou seja, a velocidade dividida pela distância entre as faixas: f = \frac{v}{d}.

Para não errar nas unidades, converta tudo para o SI:

  1. Velocidade: v = 108\ \text{km/h} = \frac{108}{3{,}6}\ \text{m/s} = 30\ \text{m/s}.
  2. Distância entre as faixas: d = 8\ \text{cm} = 0{,}08\ \text{m}.
  3. Frequência:
f = \frac{v}{d} = \frac{30}{0{,}08} = 375\ \text{Hz}

Esse valor significa que o carro passa por 375 faixas a cada segundo, e a suspensão vibra com essa frequência. É um valor dentro da faixa audível, o que explica o ruído característico.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa D engana quem divide 108 por 0,08 sem converter km/h em m/s.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ADivide 30 por 3,5 ou usa valores sem coerência de unidades; não corresponde a v/d com d em metros.
  • BUsa a velocidade em unidade errada (13,5 seria o resultado com v em valores incorretos), sem converter km/h para m/s.
  • DDivide 108 por 0,08 sem converter km/h para m/s, chegando a 1 350.
  • EMultiplica 108 por 45 ou erra a conversão de unidades, chegando a 4 860, valor sem sentido físico.

Assunto: Ondas: conceitos e equação fundamental.

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