Questão 92 — ENEM 2021Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• Matérias: Física → ondulatória; frequência fundamental; velocidade do som em sólidos
• Nível: Médio
• Gabarito: D

Passo 1 — Leitura

• Comando: "As relações entre as frequências fundamentais e entre as velocidades de propagação são, respectivamente,…"
• Palavras-chave: barras metálicas de mesmo material e espessura, mas de comprimentos diferentes; f₁ e v₁ … barra de menor comprimento; f₂ e v₂ … barra de maior comprimento.

Passo 2 — Conceitos

• Frequência fundamental: numa barra vibrante, f é inversamente proporcional ao comprimento (f ∝ 1/L). Barra mais curta → frequência mais alta.
• Velocidade do som no material: depende apenas do meio (material e propriedades), não do comprimento. Mesmo material ⇒ mesma velocidade.

Passo 3 — Decodificação

• Evidência 1: barra 1 é a menor (L₁ < L₂). Como f ∝ 1/L, então f₁ > f₂.
• Evidência 2: todas as barras são "de mesmo material e espessura" → a velocidade de propagação do som no metal é a mesma ⇒ v₁ = v₂.
• Síntese: f₁ > f₂ e v₁ = v₂.

Passo 4 — Resolução

A barra mais curta vibra com frequência fundamental maior (f₁ > f₂), pois f é inversamente proporcional ao comprimento. Já a velocidade do som depende só do material; sendo o material o mesmo, v₁ = v₂ → D.

Passo 5 — Análise

A) f₁ < f₂ e v₁ < v₂. ❌ A barra menor tem frequência maior, não menor.

B) f₁ < f₂ e v₁ = v₂. ❌ Acerta a velocidade, mas erra a frequência (deveria ser f₁ > f₂).

C) f₁ < f₂ e v₁ > v₂. ❌ Erra ambos: f₁ é maior e v₁ = v₂.

D) f₁ > f₂ e v₁ = v₂. ✅ Barra menor → frequência maior; mesmo material → mesma velocidade.

E) f₁ > f₂ e v₁ > v₂. ❌ Acerta a frequência, mas a velocidade é igual (mesmo material), não maior.

Gabarito: D

Passo 6 — Dica

• Padrão: mesma corda/barra/material com comprimentos diferentes → f ∝ 1/L; velocidade fixa pelo meio.
• Dica rápida: "mesmo material" trava v₁ = v₂; "menor comprimento" levanta a frequência.
• Conexões: ondas estacionárias; frequência fundamental; propriedades do meio.

> Observação: o enunciado acompanha figura do sino dos ventos (barras de comprimentos diferentes). A resolução se baseia no texto (mesmo material; barra menor vs. maior); recomenda-se conferência visual da figura original.