Questão 55 — ENEM 2016Caderno azul · 1º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Ondas sonoras (intensidade sonora, decibéis e espectro de frequências)
• ⚡ Nível: Médio — exige cruzar dois gráficos com escalas diferentes (curvas de resposta em dB × diagrama de faixas de frequência) e extrair um padrão qualitativo, sem nenhum cálculo numérico.
• 🎯 Tema/Habilidade: Intensidade sonora e sua atenuação com a distância à fonte; leitura e articulação de informações apresentadas em gráficos científicos (competência de Ciências da Natureza ligada a fenômenos ondulatórios).
• 🏆 Gabarito: C — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Comparando as curvas de 3 mm, 25 mm, 51 mm e 60 mm da Figura 1 com as faixas de frequência da Figura 2, em qual faixa a intensidade sonora (dB) muda de forma mais evidente quando o microfone se afasta do alto-falante — e essa mudança é um aumento ou uma diminuição?"
• Palavras-chave decisivas: relacionando as informações, aumento da distância, faixas do espectro de frequência
• Armadilha típica: olhar só para o eixo dB de forma isolada (sem alinhar com o eixo Hz da Figura 2) e escolher uma faixa "no chute", ou inverter o sentido da variação — achando que afastar o microfone aumenta a intensidade captada, quando fisicamente o esperado (e o que o gráfico mostra) é o oposto.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de sobrepor mentalmente os dois eixos horizontais (ambos em Hz, de 20 a 20 000), identificar em qual trecho as quatro curvas da Figura 1 estão mais separadas verticalmente, converter esse trecho em nome de faixa usando a Figura 2, e descrever corretamente o sentido da variação (aumenta ou diminui) conforme a distância cresce de 3 mm para 60 mm.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Intensidade sonora em decibéis (dB): é uma medida logarítmica da energia que a onda sonora transporta por unidade de área. Quanto mais a fonte se distancia do receptor, menor a energia que chega até ele por unidade de área, e por isso a leitura em dB tende a cair com o aumento da distância.
• Espectro de frequências sonoras (Figura 2): o ouvido humano percebe sons entre 20 Hz e 20 000 Hz, faixa dividida em subgrave (20–63 Hz), grave (63–250 Hz), média baixa (250–640 Hz), média (640 Hz–2,5 kHz), média alta (2,5–5 kHz) e aguda (5–20 kHz). Cada faixa corresponde a um trecho específico do eixo horizontal também usado na Figura 1.
• Resposta de frequência de um alto-falante: é o gráfico que mostra, para cada frequência, a intensidade sonora captada por um microfone; comparar essa resposta em diferentes distâncias revela como a irradiação sonora do alto-falante se comporta de forma distinta conforme a frequência — algumas faixas "se espalham" mais no espaço (maior atenuação com a distância) do que outras.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "medida por um microfone em função da frequência da onda para diferentes distâncias: 3 mm, 25 mm, 51 mm e 60 mm" → a Figura 1 traz quatro curvas sobrepostas no mesmo par de eixos (Hz × dB), uma para cada distância; a tarefa é comparar a posição vertical dessas curvas ao longo do eixo horizontal.
• Evidência 2: o eixo horizontal da Figura 1 (escala logarítmica de 20 Hz a 20 000 Hz) é o mesmo eixo usado na Figura 2 para nomear as faixas subgrave, grave, média baixa, média, média alta e aguda → isso permite "recortar" o gráfico da Figura 1 em fatias e dar nome a cada trecho, associando o comportamento das curvas a uma faixa específica do espectro sonoro.
• Síntese: olhando a Figura 1, no intervalo aproximado de 20 Hz a 200–300 Hz (que cai sobre as faixas subgrave/grave da Figura 2), as quatro curvas estão bem afastadas umas das outras: a curva de 3 mm chega perto de +20 dB, enquanto a curva de 60 mm está próxima de 0 dB ou até negativa — uma diferença grande. Já a partir de aproximadamente 500 Hz até o fim do gráfico (faixas média, média alta e aguda), as quatro curvas praticamente se fundem em uma só linha, inclusive no pico comum por volta de 3–4 kHz. Isso mostra que o efeito da distância sobre a intensidade sonora é forte e negativo justamente na região grave, e quase nulo nas demais.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Alinhar os dois gráficos pelo eixo comum de frequência

O primeiro passo é perceber que Figura 1 e Figura 2 compartilham a mesma grandeza no eixo horizontal: a frequência, em Hz, numa escala logarítmica que vai de 20 a 20 000. Isso significa que é possível "colar" a régua de faixas da Figura 2 exatamente embaixo do gráfico de curvas da Figura 1, ponto a ponto. Fazendo esse alinhamento: a marca de 20 Hz da Figura 1 coincide com o início da faixa subgrave da Figura 2; a marca de 63 Hz coincide com o início da faixa grave; 250 Hz com o início da média baixa; 640 Hz com o início da média; 2,5 kHz com o início da média alta; e 5 kHz com o início da faixa aguda.

Subpasso 4.2 — Medir, faixa por faixa, a separação vertical entre as quatro curvas

Com o alinhamento feito, basta "varrer" o gráfico da esquerda para a direita e observar a distância vertical (em dB) entre a curva de 3 mm (a mais alta) e a curva de 60 mm (a mais baixa):

• Na faixa subgrave/grave (≈ 20 a 250 Hz): a separação é máxima. Em torno de 20–30 Hz, a curva de 3 mm está perto de +20 dB e a de 60 mm está perto de 0 dB (ou abaixo) — diferença de quase 20 dB. Conclusão: quanto maior a distância, menor a intensidade captada nessa região.
• Na faixa média baixa/média (≈ 250 Hz a 2,5 kHz): as curvas já se aproximam bastante e, a partir de ~500 Hz, praticamente se sobrepõem, oscilando todas juntas em torno de valores próximos (entre −5 dB e 0 dB). A variação causada pela distância é irrisória.
• Na faixa média alta/aguda (≈ 2,5 a 20 kHz): as quatro curvas continuam essencialmente coincidentes, inclusive reproduzindo juntas o mesmo pico de ressonância perto de 3–4 kHz e a mesma queda seguida de oscilação acima de 6 kHz. Não há efeito perceptível da distância aqui.

Subpasso 4.3 — Verificação

O padrão encontrado é claro e único: existe uma faixa — e apenas uma — em que a distância altera de forma expressiva a intensidade sonora captada, e essa faixa é a grave (prolongando-se pela subgrave), com a intensidade caindo conforme o microfone se afasta. Esse resultado bate exatamente com a descrição da alternativa que fala em diminuição na faixa grave, confirmando que a leitura gráfica foi feita corretamente e eliminando qualquer alternativa que mencione "aumento" ou que aponte outra faixa do espectro.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) aumenta na faixa das frequências médias.

❌ Incorreta: na faixa média (640 Hz a 2,5 kHz) as quatro curvas da Figura 1 estão praticamente sobrepostas — não há aumento de intensidade com a distância, e sim uma variação desprezível. A alternativa erra tanto no sentido da variação (diz "aumenta") quanto na faixa apontada.

B) diminui na faixa das frequências agudas.

❌ Incorreta: na faixa aguda (5 kHz a 20 kHz) as curvas também estão coladas umas nas outras, reproduzindo juntas o mesmo comportamento (incluindo o mesmo pico de ressonância). O sentido "diminui" até condiz com a tendência geral do gráfico, mas a faixa está errada: é nos graves, não nos agudos, que essa diminuição é evidente.

C) diminui na faixa das frequências graves.

✅ Correta: é exatamente na faixa grave (e subgrave) que as curvas de 3 mm, 25 mm, 51 mm e 60 mm aparecem mais separadas na Figura 1, com a intensidade caindo de valores próximos de +20 dB (menor distância) para valores próximos de 0 dB ou negativos (maior distância). Aumentar a distância do microfone ao alto-falante, portanto, diminui a intensidade sonora percebida especificamente nas frequências graves.

D) aumenta na faixa das frequências médias altas.

❌ Incorreta: na faixa média alta (2,5 kHz a 5 kHz) as curvas seguem coincidentes, sem qualquer tendência de crescimento associada ao aumento da distância. Erra no sentido da variação e na faixa.

E) aumenta na faixa das frequências médias baixas.

❌ Incorreta: na faixa média baixa (250 Hz a 640 Hz) o que se observa é a cauda final da separação vinda da região grave — ou seja, ainda uma leve tendência de queda, não de aumento — que rapidamente desaparece conforme a frequência sobe. Afirmar "aumenta" contraria diretamente o que o gráfico mostra.

🏆 Gabarito: C — a intensidade sonora percebida diminui na faixa das frequências graves quando a distância entre o microfone e o alto-falante aumenta, pois é nessa região que as quatro curvas da Figura 1 se afastam verticalmente de forma expressiva, enquanto nas demais faixas elas praticamente coincidem.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: a letra C é a única compatível com a leitura gráfica, pois combina corretamente o sentido da variação (diminuição) com a faixa em que ela realmente ocorre (graves) — nenhuma outra alternativa acerta as duas coisas ao mesmo tempo.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma trazer, em Física/ondas, questões que exigem comparar dois gráficos ou um gráfico e uma tabela/diagrama com o mesmo eixo, testando se o estudante consegue "traduzir" um recorte numérico (Hz) em uma categoria nomeada (grave, médio, agudo) sem fazer nenhuma conta — o desafio é 100% de interpretação.
• Generalização: sempre que duas figuras compartilharem um eixo (aqui, a frequência), sobreponha mentalmente as escalas antes de tirar qualquer conclusão — comparar intervalos numéricos é mais confiável do que "adivinhar" a faixa pelo nome.
• Dica de eliminação rápida: primeiro decida a direção geral do fenômeno observando o gráfico (aqui, a intensidade tende a cair com a distância, nunca a subir) — isso já elimina de cara as alternativas A, D e E, que falam em "aumenta". Depois, escolha a faixa certa procurando onde as curvas estão mais separadas (grave) e não onde estão coladas (agudo) — isso elimina a alternativa B, deixando apenas a C.
• Conexões: o mesmo raciocínio de "intensidade cai com a distância" aparece em questões sobre a lei do inverso do quadrado para ondas sonoras e luminosas, e a leitura de faixas espectrais se conecta a temas de acústica aplicada, como o funcionamento de caixas de som e a percepção auditiva humana.