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.
Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto?
A) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas.
B) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito.
C) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar.
D) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta.
E) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace.
Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Ondulatória (Fenômenos Ondulatórios)
- Difração
Tema/Objetivo Geral: Identificação do fenômeno da difração em uma situação cotidiana.
Nível da Questão: Fácil – A questão é considerada fácil porque a imagem ilustra de forma muito clara o fenômeno da difração, e a alternativa correta (A) é o exemplo mais clássico e intuitivo de difração sonora utilizado em livros didáticos. As outras alternativas descrevem outros fenômenos ondulatórios bem distintos, facilitando a eliminação.
Gabarito: A) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas. A alternativa está correta. A imagem mostra a difração (a capacidade de uma onda contornar obstáculos ou se espalhar ao passar por uma fenda). Ouvir um som mesmo sem ver a fonte é o exemplo perfeito da difração sonora, onde as ondas sonoras contornam o muro para chegar ao ouvinte.
🔎 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Transcrição Essencial
“Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto?”
O que está sendo pedido?
A questão nos pede para identificar, entre cinco situações do cotidiano, qual delas é um exemplo do fenômeno físico ilustrado nas figuras.
Objetivo Cristalino
Nosso objetivo é: 1) Entender e nomear o fenômeno ondulatório mostrado no diagrama. 2) Analisar cada uma das alternativas e classificar o fenômeno físico correspondente. 3) Encontrar a alternativa que descreve o mesmo fenômeno do diagrama.
Pergunta de Atenção ✔
Você já reparou que consegue ouvir alguém te chamando de outro cômodo, mesmo que você não consiga ver a pessoa? Como o som consegue “fazer a curva” no corredor e chegar até você? O nome desse “superpoder” das ondas é o que a questão está procurando!
📚 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
Explicação de termos
Para resolver o problema, precisamos primeiro identificar o fenômeno no diagrama e depois diferenciar os fenômenos descritos nas alternativas:
- Difração (O fenômeno da figura):
- Explicação: É a capacidade que uma onda tem de contornar obstáculos ou de se espalhar após passar por uma fenda ou orifício. Este fenômeno é mais acentuado quando o tamanho do obstáculo ou da fenda é da mesma ordem de grandeza do comprimento da onda.
- Na Figura: A última imagem mostra claramente as frentes de onda, que eram planas, tornando-se curvas e se espalhando para todas as direções após passarem pelo orifício estreito. Isso é a difração.
- Exemplo: Ouvir o som vindo de trás de um muro (Alternativa A).
- Reflexão (Eco):
- Explicação: Ocorre quando uma onda incide sobre uma superfície e “bate e volta”, retornando ao meio de origem.
- Exemplo: O eco é a reflexão do som. Gritar em um desfiladeiro e ouvir a repetição do grito (Alternativa B).
- Propagação em Diferentes Meios:
- Explicação: A velocidade de uma onda depende do meio em que ela se propaga. O som, por ser uma onda mecânica, viaja muito mais rápido em sólidos (como o chão) do que em gases (como o ar).
- Exemplo: Encostar o ouvido no trilho do trem para ouvir o trem chegando antes de ouvi-lo pelo ar (Alternativa C).
- Efeito Doppler:
- Explicação: É a alteração na frequência percebida de uma onda quando há movimento relativo entre a fonte e o observador. Quando a fonte se aproxima, a frequência percebida é maior (som mais agudo). Quando se afasta, a frequência é menor (som mais grave).
- Exemplo: O som da sirene de uma ambulância, que parece mais agudo quando ela vem em nossa direção e mais grave depois que ela passa (Alternativa D).
- Ressonância:
- Explicação: Ocorre quando um sistema é submetido a uma força externa que oscila em uma frequência igual ou muito próxima à sua frequência natural de vibração. Isso causa um aumento drástico na amplitude da vibração, podendo levar à ruptura do sistema.
- Exemplo: Uma cantora de ópera quebrando uma taça de cristal ao emitir uma nota musical na frequência exata de vibração do cristal (Alternativa E).
📝 Passo 3: Tradução e Interpretação do Problema
Contextualização Simplificada
As figuras nos mostram um “superpoder” das ondas (luz e som): a capacidade de se curvar e se espalhar ao passar por cantos e buracos pequenos. O nome desse superpoder é difração. A nossa missão é ler as cinco situações do dia a dia e descobrir em qual delas uma onda está usando esse mesmo superpoder para ser percebida onde, em tese, não deveria.
Estratégia Geral
A estratégia é um processo de classificação e correspondência:
- Identificar o fenômeno da figura como Difração.
- Analisar cada alternativa e dar um “nome” ao fenômeno físico que ela descreve (Reflexão, Efeito Doppler, etc.).
- Encontrar a alternativa cujo fenômeno seja também a Difração.
🧮 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
Passo a Passo Detalhado
- Análise do Fenômeno do Enunciado: A figura ilustra a luz (e por analogia, o som) passando por uma fenda e se espalhando. Este é o fenômeno da difração.
- Análise da Alternativa A:
- “Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas.”
- Explicação: O menino não pode ver os colegas, pois a luz viaja em linha reta e é bloqueada pelo muro. No entanto, ele ouve a conversa porque as ondas sonoras têm um comprimento de onda grande o suficiente para contornar o obstáculo (o muro) e chegar aos seus ouvidos.
- Classificação: Difração.
- Análise da Alternativa B:
- “Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito.”
- Explicação: O som bate nas paredes do desfiladeiro e volta para o ouvinte.
- Classificação: Reflexão (eco).
- Análise da Alternativa C:
- “Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar.”
- Explicação: O som viaja mais rápido nos trilhos/chão (sólido) do que no ar (gás).
- Classificação: Diferença de velocidade de propagação em meios distintos.
- Análise da Alternativa D:
- “Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta.”
- Explicação: A frequência percebida muda devido ao movimento da fonte sonora.
- Classificação: Efeito Doppler.
- Análise da Alternativa E:
- “Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace.”
- Explicação: A frequência da voz da cantora coincide com a frequência natural de vibração da taça, transferindo energia para ela até que se quebre.
- Classificação: Ressonância.
Verificação Intermediária
Nossa análise classificou cada situação com um fenômeno ondulatório distinto. A única situação que representa a difração, o mesmo fenômeno da figura, é a da alternativa A.
Possível armadilha ❓/ ✔
Não há armadilhas significativas, desde que o aluno tenha um conhecimento básico dos fenômenos ondulatórios. A maior dificuldade seria não saber nomear o fenômeno da figura (difração) ou confundir os diferentes exemplos das alternativas.
Fechamento e expectativa
Concluímos que a alternativa A descreve a difração sonora. Esperamos que esta seja a resposta correta.
✅ Passo 5: Análise das Alternativas
Listagem das Alternativas
A) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas.
B) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito.
C) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar.
D) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta.
E) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace.
Justificativa Individual
- 🟢 A): Correta. Descreve a difração do som, que contorna o muro para alcançar o ouvinte. É o mesmo fenômeno ilustrado no diagrama.
- 🔴 B): Incorreta. Descreve a reflexão do som (eco).
- 🔴 C): Incorreta. Descreve a diferença de velocidade de propagação do som em meios diferentes (sólido vs. gás).
- 🔴 D): Incorreta. Descreve o Efeito Doppler.
- 🔴 E): Incorreta. Descreve a ressonância.
🏆 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
Resumo do Raciocínio
O fenômeno ilustrado nas figuras do enunciado é a difração, a capacidade de uma onda de contornar obstáculos. Ao analisar as situações cotidianas das alternativas, identificamos que a única que é explicada pela difração é a possibilidade de ouvir um som mesmo quando há um obstáculo (muro) entre a fonte e o ouvinte.
Gabarito Reafirmado
A alternativa correta é a A) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas.
Resumo Final para Revisão 🔍
Para fixar, associe os fenômenos aos seus exemplos clássicos: Difração = som “dobrando a esquina”. Reflexão = eco. Efeito Doppler = sirene da ambulância. Ressonância = quebrar a taça com a voz.
