Em um laboratório de uma universidade brasileira, estudantes investigaram a propagação de ondas sonoras…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um laboratório de uma universidade brasileira, estudantes investigaram a propagação de ondas sonoras longitudinais em uma mesma amostra de água, mantendo constante a pressão atmosférica. Para evitar a ausência de dados do experimento, eles registraram diretamente a velocidade da onda em diferentes temperaturas: a 25 °C, a velocidade foi de 1 500 m/s; a 75 °C, foi de 1 540 m/s. Nessas condições, a comparação considera a mesma água e o mesmo tipo de onda. Com base nos dados do experimento, como a velocidade da onda sonora na água se altera quando a temperatura aumenta de 25 °C para 75 °C?
- A) A velocidade da onda sonora diminui.
- B) A velocidade da onda sonora torna-se nula.
- C) A velocidade da onda sonora oscila sem padrão.
- D) A velocidade da onda sonora permanece constante.
- E) A velocidade da onda sonora aumenta.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Os dados do experimento informam a velocidade do som na mesma amostra de água em duas temperaturas: 1 500 m/s a 25 °C e 1 540 m/s a 75 °C.
- Compare os dois valores. Como 1 540 é maior que 1 500, a velocidade aumentou em 40 m/s quando a temperatura subiu de 25 °C para 75 °C.
- Esse resultado é coerente com a física das ondas sonoras. Em fluidos, a velocidade do som depende da compressibilidade e da densidade do meio. Na água, o aumento da temperatura torna as moléculas mais agitadas e a propagação da perturbação mecânica mais rápida, o que eleva a velocidade do som dentro dessa faixa de temperatura.
- Conclusão: a alternativa correta é a E, pois a velocidade aumenta. A alternativa A está errada porque a velocidade cresce, não diminui. A alternativa B está errada porque a onda continua se propagando com velocidade não nula, como mostram os dados. A alternativa C está errada porque a variação é uma tendência consistente de aumento, não uma oscilação sem padrão nas duas medições. A alternativa D está errada porque a velocidade muda entre 1 500 m/s e 1 540 m/s, não permanece constante.
- Observação: o enunciado fornece apenas dois pontos experimentais, então não é possível afirmar a forma exata da relação entre temperatura e velocidade, apenas que, nessa faixa, a velocidade aumentou. Concordo com o gabarito oficial.
💡 Dica: Considere a relação entre temperatura e velocidade de ondas em água.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter associado temperatura mais alta a maior agitação e confundido o efeito com a redução de densidade, supondo que o som perde velocidade com o calor, como ocorre com a sensação intuitiva de que o meio 'fica mais mole'. Também pode ter lido os valores sem comparar a ordem em que aparecem.
Por que engana: Confundir a relação direta entre temperatura e velocidade, pensando que a velocidade não se altera com a temperatura.
O aluno pode ter confundido a propagação de uma onda mecânica com a ausência de movimento do meio, imaginando que, se a onda não se desloca, sua velocidade seria zero. Os dados mostram valores numéricos não nulos em ambas as temperaturas.
O aluno pode ter achado que duas medições isoladas não permitem identificar tendência e concluído que os valores variam aleatoriamente. Não percebeu que a diferença de 1 500 para 1 540 m/s é um aumento sistemático.
O aluno pode ter supuesto que, por a onda ser sonora e o meio ser o mesmo, a velocidade não depende das condições do meio, confundindo com a ideia de que a frequência ou o tipo de onda determinam sua velocidade. Ignorou que os dados registram valores diferentes para as duas temperaturas.
Os dados mostram que a velocidade passa de 1 500 m/s, a 25 °C, para 1 540 m/s, a 75 °C. Portanto, ao aumentar a temperatura nesse intervalo e nessas condições experimentais, a velocidade da onda aumenta.
Raio-X da questão
velocidade de ondas
avaliacao
relação entre temperatura e velocidade · ondas em meios materiais
Revisar a relação entre temperatura e velocidade de ondas em meios materiais.
Confundir a relação direta entre temperatura e velocidade, pensando que a velocidade não se altera com a temperatura.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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