Questão 111 do Enem 2023: ondas sonoras – resolução comentada (caderno azul)

A questão 111 do Enem 2023 (caderno azul, Dia 2) é de Ciências da Natureza (Física) e cobra propriedades das ondas sonoras. O gabarito é a alternativa C. Abaixo você confere o enunciado, a resolução passo a passo e por que cada alternativa errada engana tantos candidatos.

Enunciado da questão 111 do Enem 2023

Na tirinha de Mauricio de Sousa, os personagens Cebolinha e Cascão fazem uma brincadeira utilizando duas latas e um barbante. Ao perceberem que o som pode ser transmitido através do barbante, resolvem alterar o comprimento do barbante para ficar cada vez mais extenso. As demais condições permaneceram inalteradas durante a brincadeira.

SOUSA, M. Disponível em: www.monica.com.br. Acesso em: 2 out. 2012 (adaptado).

Na prática, à medida que se aumenta o comprimento do barbante, ocorre a redução de qual característica da onda sonora?

a) Altura.

b) Período.

c) Amplitude.

d) Velocidade.

e) Comprimento de onda.

Resolução comentada da questão 111

Matérias necessárias para resolver a questão

• Física (Ondulatória).
• Qualidades Fisiológicas do Som.
• Fenômenos Ondulatórios (Atenuação/Dissipação).

Tema e objetivo geral

Compreender as características de uma onda mecânica (som) e diferenciar quais propriedades dependem da fonte (frequência/período), quais dependem do meio (velocidade) e quais dependem da energia/distância (amplitude).

Nível da questão

Médio.
Justificativa: Requer a distinção precisa entre termos do cotidiano e termos físicos. O aluno precisa saber que “Altura” na física não é volume, e que a perda de energia ao longo do trajeto afeta exclusivamente a amplitude.

Gabarito da questão 111: alternativa C

Letra C – Amplitude.
Resumo: Ondas mecânicas perdem energia à medida que se propagam em meios reais (devido ao atrito/aquecimento). A característica da onda associada à energia e à intensidade (volume) é a Amplitude. Quanto maior a distância, maior a perda de energia, menor a amplitude.

Resolução Passo a Passo

Passo 1: o que a questão pede (o mapa da mina)

A Missão:
Cebolinha e Cascão aumentam o tamanho do fio do telefone de lata. A questão pergunta: O que diminui na onda sonora quando a distância aumenta?
Estamos procurando a variável física que “gasta” ou “enfraquece” com a viagem.

A Analogia Central (O Grito no Campo):
Imagine que você está gritando para um amigo.

• Se ele está perto, ele ouve forte.
• Se ele corre para longe (aumenta a distância), ele ouve fraco.
  A sua voz mudou de fina para grossa? Não. A velocidade do som no ar mudou? Não.
  O que mudou foi o “volume” (intensidade) que chegou lá. A questão quer o nome físico para “volume/energia”.

Nosso Plano de Ataque:

1. Identificar o que se mantém constante (Fonte e Meio).
2. Identificar o fenômeno da perda de energia (Dissipação).
3. Associar energia à característica da onda correspondente (Amplitude).

Passo 2: ondas sonoras

Vamos usar o Dicionário de Ondulatória para traduzir os termos:

Conceito-Chave: Atenuação.
Em meios reais (como um barbante), a onda roça nas fibras, aquece o material e perde energia. Isso chama-se dissipação. Quando a energia cai, a amplitude cai.

Passo 3: resolução passo a passo (mão na massa)

Vamos analisar o experimento dos personagens.

• A Fonte: Cebolinha fala. Ele não muda a voz. Logo, a Frequência (e o Período) não muda. A voz não fica mais grossa nem mais fina só porque o fio é longo.

• O Meio: O texto diz que “as demais condições permaneceram inalteradas”. O barbante é o mesmo e a tensão (o quão esticado está) supõe-se idealmente ajustada. Logo, a Velocidade não muda (pois depende do meio).

• A Distância: Eles aumentam o fio. A onda tem que viajar mais.
  • O barbante não é um meio perfeito. Ele oferece resistência.
  • Parte da energia do som vira calor no barbante.
  • Quanto mais barbante, mais energia é perdida.

Na física, a Intensidade (I) e a Energia (E) de uma onda são proporcionais ao quadrado da Amplitude
Se a energia diminui (o som chega “baixinho” ou fraco), significa que a Amplitude diminuiu.

Visualizando a Atenuação: Por que o Som Enfraquece? 📉
Observe a linha azul: a onda começa alta (grande Amplitude) e termina baixinha. No barbante, a energia do som é dissipada pelo atrito. Como a Amplitude representa a energia/volume, quanto maior a distância, menor a onda fica.

ARMADILHA CLÁSSICA!
CUIDADO com a palavra “Altura” (Letra A)!
No dia a dia, dizemos “abaixa o som” para diminuir o volume.
Na Física, Altura = Frequência.

• Som Alto = Agudo (Fino).
• Som Baixo = Grave (Grosso).
• Som Forte = Muito Volume (Muita Amplitude).
• Som Fraco = Pouco Volume (Pouca Amplitude).
  A questão pergunta sobre a redução causada pela distância (enfraquecimento), logo é sobre Intensidade/Amplitude, e não sobre Altura/Frequência.

A Bússola (O Perfil do Culpado):

• Síntese do raciocínio: Aumentar a distância causa perda de energia (amortecimento). A propriedade gráfica que representa a energia é a altura da onda no desenho, chamada Amplitude.
• Expectativa: Devemos buscar “Amplitude”, “Intensidade” ou “Energia”.

Passo 4: alternativas comentadas (a autópsia)

a) Altura.

• Diagnóstico do Erro: Confusão semântica (Cotidiano x Física).
• Análise: Altura é a qualidade que diferencia sons graves de agudos (frequência). A voz do Cebolinha não muda de tom (não fica mais grossa) só porque viajou longe.
• Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

b) Período.

• Diagnóstico do Erro: Vínculo com a Fonte.
• Análise: O período (TT) é o inverso da frequência. Como a frequência depende apenas da fonte (voz) e não muda, o período também não muda.
• Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

c) Amplitude.

• Análise: Perfeito. Amplitude está ligada à quantidade de energia transportada pela onda. Como o barbante oferece resistência (atrito interno), a energia é dissipada ao longo do trajeto. Mais trajeto = mais perda de energia = menor amplitude (o som chega mais fraco).
• Conclusão: 🟢 Alternativa correta.

d) Velocidade.

• Diagnóstico do Erro: Propriedade do Meio.
• Análise: A velocidade de uma onda numa corda é dada por​ (Tensão / Densidade linear). Se o barbante e a tensão são os mesmos, a velocidade é constante. Ela não “cansa” e corre mais devagar; ela apenas morre (amplitude zera) mantendo a mesma velocidade até o fim.
• Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

e) Comprimento de onda.

• Diagnóstico do Erro: Dependência matemática.
• Análise: Pela equação fundamental λ=v/f. Se a velocidade (v) é constante e a frequência (f) é constante, o comprimento de onda (λ) também será constante. As “cristas” da onda continuam com a mesma separação, apenas ficam mais “baixinhas” (menos amplitude).
• Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

Passo 5: resumo e aprendizagem expandida

O som não muda de “personalidade” (frequência) na viagem, ele apenas perde a “força” (amplitude).

Resumo-flash: ⚡
“Longe demais, o som cansa: a energia se perde e a Amplitude balança menos.”

🧠 Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
Este mesmo princípio explica por que precisamos de repetidores em cabos de fibra óptica (internet) ou cabos elétricos submarinos. O sinal (seja luz ou eletricidade) sofre atenuação (perda de amplitude) com a distância. Os aparelhos amplificadores servem para “subir” a amplitude de volta, sem mudar a informação (frequência/código) que está sendo transmitida.

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