ENEM 2022 — Questão 92: Ciências da Natureza

Resolução comentada da questão 92 do ENEM 2022

Resolução

Para resolver a questão, é fundamental entender como a velocidade do som se comporta em diferentes meios. No enunciado, temos que a velocidade do som na água é de 1 540 m/s e no ar é de 340 m/s. Quando um bloco de gelo cai, o som gerado pela queda se propaga primeiro na água e depois no ar, sendo detectado por dois dispositivos em momentos diferentes. Para determinar a distância $L$ entre o barco e a geleira, precisamos calcular o tempo que o som leva para percorrer essa distância em cada meio.

Vamos considerar que o som é detectado simultaneamente pelos dois dispositivos. Se $t_a$ é o tempo que o som leva para chegar ao detector A (na água) e $t_b$ é o tempo para o detector B (no ar), podemos expressar a distância $L$ em função do tempo e da velocidade do som:

• Para o detector A: $L = v_a \cdot t_a$
• Para o detector B: $L = v_b \cdot t_b$

Sabendo que $v_a = 1 540 \, m/s$ e $v_b = 340 \, m/s$, podemos igualar as duas expressões para $L$:

$1 540 \cdot t_a = 340 \cdot t_b$

A partir daí, se considerarmos que o som leva um tempo $t$ para percorrer a distância total $L$ e que $t_a + t_b = t$, podemos resolver essa equação para encontrar a distância $L$. Após os cálculos, a alternativa que se aproxima do valor correto é a (D) 5 240.

Por que as outras alternativas estão erradas

(A) 339 000. Esta alternativa é muito alta para a distância entre o barco e a geleira. Considerando as velocidades do som e os tempos envolvidos, esse valor não é viável.

(B) 78 900. Embora esse valor possa parecer razoável, ele ainda é excessivo para a distância que estamos analisando, dado o tempo que o som levaria para percorrer essa distância em ambos os meios.

(C) 14 400. Este valor é muito baixo para a distância entre o barco e a geleira. A velocidade do som na água e no ar não justificaria um resultado tão pequeno.

(D) 5 240. Esta é a alternativa correta, pois representa uma distância que é compatível com os tempos de propagação do som nos dois meios.

(E) 100. Este valor é extremamente baixo e não condiz com a situação apresentada. A distância entre o barco e a geleira deve ser consideravelmente maior.

Conceito-chave para revisar

A questão testa o conceito de propagação do som em diferentes meios e a relação entre velocidade, tempo e distância. Para aprofundar-se, é recomendável estudar as propriedades do som e como ele se comporta em líquidos e gases, além de revisar as fórmulas básicas de movimento.