Questão 86, caderno azul ENEM 2016

Um experimento para comprovar a natureza ondulatória da radiação de micro-ondas foi realizado da seguinte forma: anotou-se a frequência de operação de um forno de micro-ondas e, em seguida, retirou-se sua plataforma giratória. No seu lugar, colocou-se uma travessa refratária com uma camada grossa de manteiga. Depois disso, o forno foi ligado por alguns segundos. Ao se retirar a travessa refratária do forno, observou-se que havia três pontos de manteiga derretida alinhados sobre toda a travessa. Parte da onda estacionária gerada no interior do forno é ilustrada na figura.

De acordo com a figura, que posições correspondem a dois pontos consecutivos da manteiga derretida?

A) I e III
B) I e V
C) II e III
D) II e IV
E) II e V

Resolução em Texto

📚 Matérias Necessárias para a Solução

Ondulatória (Interferência e ondas estacionárias)

🔢 Nível da Questão

🔹 Médio

✅ Gabarito

Alternativa A) I e III

📝 Resolução Passo a Passo

🔍 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo

O enunciado descreve um experimento onde uma travessa com manteiga foi colocada dentro de um forno de micro-ondas sem a plataforma giratória. Após alguns segundos, verificou-se que apenas algumas regiões da travessa apresentavam manteiga derretida.

A pergunta quer saber quais posições correspondem a dois pontos consecutivos da manteiga derretida.

🔑 Palavras-chave:

Forno de micro-ondas → Usa ondas eletromagnéticas para aquecer os alimentos.
Onda estacionária → Formada dentro do forno, com nós e ventres.
Pontos da manteiga derretida → Correspondem às regiões onde a energia é máxima (ventres).
Pontos consecutivos → Precisamos identificar dois ventres seguidos.

💡 Objetivo da questão: Identificar quais das opções correspondem a dois pontos consecutivos de interferência construtiva (ventres).

📖 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários

Ondas Estacionárias

Quando uma onda é refletida dentro do forno, ela pode se combinar consigo mesma e formar uma onda estacionária. Esse tipo de onda apresenta:

Ventre (pico de amplitude) → Máxima oscilação, maior energia (manteiga derrete aqui).
Nó (ponto fixo da onda) → Sem oscilação, mínima energia (manteiga não derrete).

📌 No forno de micro-ondas, os alimentos aquecem mais nos ventres, onde a energia é maior.

Distribuição dos Nós e Ventres

A distância entre dois nós consecutivos ou dois ventres consecutivos é sempre λ/2 (metade do comprimento de onda).
A onda estacionária tem um padrão fixo:
- Ventre – Nó – Ventre – Nó – Ventre

✏ Passo 3: Tradução e Interpretação de Texto

O enunciado informa que a manteiga derreteu apenas em certos pontos específicos da travessa. Isso significa que esses pontos correspondem aos ventres da onda estacionária.

🔍 O que sabemos pela figura?

Pontos I, III e V são locais onde há derretimento → São ventres.
Pontos II e IV são locais sem derretimento → São nós.

📌 Como a pergunta pede dois pontos consecutivos da manteiga derretida, devemos escolher dois ventres seguidos.

🔍 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio

Sabemos que:
✅ Os pontos I, III e V são ventres.
✅ Os pontos II e IV são nós.
✅ A manteiga derrete nos ventres.
✅ Dois ventres consecutivos devem ser selecionados.

Analisando a ordem:

O primeiro ventre está em I.
O próximo ventre consecutivo está em III.
Depois de III, há um nó (IV) antes do próximo ventre (V).

🔹 Conclusão: O primeiro par consecutivo de ventres é I e III.

✨ Passo 5: Análise das Alternativas

Agora, vamos avaliar cada alternativa com base na explicação anterior:

✅ (A) I e III → CORRETA. São dois ventres consecutivos.

❌ (B) I e V → Errada. Eles são ventres, mas não são consecutivos (há um ventre intermediário entre eles). Para estar correta, deveria ser I e III ou III e V.

❌ (C) II e III → Errada. O ponto II é um nó e o ponto III é um ventre. O correto seria dois ventres consecutivos, como I e III.

❌ (D) II e IV → Errada. Ambos são nós. Para estar correta, deveria indicar dois ventres consecutivos.

❌ (E) II e V → Errada. O ponto II é um nó e o ponto V é um ventre. Precisamos de dois ventres consecutivos, e não de um nó e um ventre.

📌 Alternativa correta: A) I e III.

🎯Passo 6: Conclusão e Justificativa Final

Nesta questão, usamos o conceito de ondas estacionárias e identificamos que a manteiga derreteu nos pontos onde ocorre máxima interferência construtiva (ventres da onda). Como os ventres ocorrem de forma alternada com os nós, os pares consecutivos de ventres são (I e III) e (III e V).

🔹 Como a pergunta pede dois pontos consecutivos, a resposta correta é I e III (Alternativa A).