Questão 128 — ENEM 2023

Ficha da Questão

• Matérias necessárias: Ondulatória (frequência, ressonância, interferência), Eletromagnetismo (ondas de rádio, bandas de frequência).
• Nível: Fácil — exige reconhecer que interferência entre ondas eletromagnéticas em receptores ressonantes (rádios) só ocorre quando as ondas têm mesma frequência (ou frequências dentro da faixa de passagem do receptor).
• Tema/Habilidade BNCC: EM13CNT206 — discutir implicações dos usos de tecnologias que envolvem radiação eletromagnética (interferência em voos, aparelhos eletrônicos).
• Gabarito oficial: C

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Uma onda eletromagnética do celular só pode interferir com as ondas recebidas pelo rádio do avião se elas tiverem qual propriedade em comum?"
• Palavras-chave ancorais: "ondas eletromagnéticas", "interferência", "comunicação via rádio", "fontes eletromagnéticas que possam interferir".
• Armadilha antecipada: confundir condição para interferência com (i) ambas audíveis (audibilidade é para som, não rádio); (ii) mesma potência (irrelevante — interferência independe de potência absoluta); (iii) mesma intensidade (também irrelevante); (iv) velocidades diferentes (velocidade é a mesma c em vácuo/ar para todas as ondas EM).
• Critério de acerto: receptores de rádio são sintonizados para uma frequência específica; só ondas na mesma frequência (ou muito próximas, dentro da largura de banda do receptor) produzem interferência significativa → ressonância.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

a) Interferência de ondas:

Superposição de duas ou mais ondas no mesmo ponto. O resultado pode ser construtivo (amplitudes somam-se) ou destrutivo (se cancelam), dependendo da diferença de fase.

b) Condição essencial para interferência observável e estável:

• Mesma natureza (ondas EM interferem com ondas EM; sonoras com sonoras).
• Mesma frequência (ou muito próxima, dentro da banda do detector) — caso contrário, a diferença de fase varia rapidamente e a interferência se embaralha (sinal intermitente, sem padrão).
• Mesmo plano de polarização (para interferência completa).

c) Receptores de rádio:

Circuitos sintonizados (RLC ou digital) ressoam em uma frequência específica $f_0$ e rejeitam outras frequências. Só ondas na frequência de sintonia são amplificadas. Uma onda parasita de outra fonte (celular, micro-ondas, secador elétrico) na mesma frequência do rádio pode introduzir ruído/informação indesejada.

d) Celular x rádio do avião:

• Rádios de comunicação aeronáutica: faixa VHF (108-137 MHz).
• Celulares: faixas variadas (700 MHz, 1800 MHz, 2600 MHz para 4G/5G).
• Em princípio, celulares não operam na faixa do rádio aeronáutico, mas podem emitir harmônicos ou transitórios que caiam na faixa VHF.

e) Ondas EM em geral têm mesma velocidade:

Todas as ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo com $c = 3 \times 10^8$ m/s. No ar, praticamente também. Portanto, "velocidade diferente" não é condição para interferência — as velocidades são iguais.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• "emissão ou recepção de ondas eletromagnéticas" → celulares usam EM.
• "interferir nas comunicações de rádio" → ondas EM + ondas EM.
• Condição → mesma frequência para ressonar com o receptor do rádio.

Alternativas só com "mesma frequência" (C) satisfazem a condição física para interferência eletromagnética significativa em um rádio.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar o tipo de fenômeno.

Interferência eletromagnética em um receptor sintonizado (rádio).

Subpasso 4.2 — Listar condições físicas para interferência observável.

• Ambas as ondas devem ser da mesma natureza (EM + EM). ✓ (é o caso aqui).
• Ambas na mesma frequência (ou muito próxima) do receptor.
• Orientação compatível da polarização.

Subpasso 4.3 — Verificar cada alternativa para condição necessária.

• "Ambas audíveis": irrelevante (ondas EM de rádio não são audíveis — rádio só transmite sinal que depois é convertido em som no alto-falante). ❌
• "Mesma potência": não precisa. Uma onda fraca na mesma frequência interfere com uma onda forte (ruído de fundo). ❌
• "Mesma frequência": ✅ necessária — para ressoar no receptor.
• "Mesma intensidade": intensidade (= P/área) também não é necessária; a interferência ocorre independentemente. ❌
• "Velocidades diferentes": ondas EM no ar têm sempre $v \approx c$. Velocidades diferentes não é realista nem condição de interferência. ❌

Subpasso 4.4 — Escolher a alternativa.

Mesma frequência → alternativa C.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) forem ambas audíveis. ❌ Incorreta. Ondas EM de rádio não são audíveis — são convertidas em som pelo alto-falante, mas as ondas em si não têm essa característica. O critério de "audibilidade" é sobre ondas sonoras (faixa 20 Hz - 20 kHz), não EM.

B) tiverem a mesma potência. ❌ Incorreta. Interferência independe de potência absoluta. Uma onda parasita de 0,001 W pode introduzir ruído em uma transmissão de 100 W na mesma frequência. O importante é sintonia, não intensidade.

C) tiverem a mesma frequência. ✅ Correta. Receptores de rádio são circuitos ressonantes sintonizados numa frequência específica. Só ondas na mesma frequência do circuito (ou na banda estreita ao redor) são amplificadas e geram interferência. Ondas noutras frequências são filtradas.

D) tiverem a mesma intensidade. ❌ Incorreta. Intensidade (potência/área) também não é critério. Assim como potência, intensidade não é necessária para ocorrência da interferência.

E) propagarem-se com velocidades diferentes. ❌ Incorreta. Todas as ondas EM no vácuo (e aproximadamente no ar) têm a mesma velocidade $c$. Velocidades diferentes só ocorreriam em meios materiais diferentes, o que não é o caso aqui. Interferência não depende de velocidades diferentes — pelo contrário, mesma velocidade é um pré-requisito para padrões estáveis.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação: Alternativa C — a interferência eletromagnética em rádios só ocorre quando as ondas emitidas pelo celular e as recebidas pelo rádio têm a mesma frequência (ou dentro da banda estreita do circuito ressonante do receptor).
• Padrão de cobrança ENEM: interferência eletromagnética em aparelhos é tema frequente (voos, hospitais, marca-passos). Sempre relaciona-se à condição de mesma frequência (ressonância).
• Generalização: rádios, celulares, Wi-Fi, bluetooth operam em bandas de frequência específicas e são vulneráveis a interferências em suas próprias bandas. A engenharia de rádio consiste em alocar bandas separadas e proteger receptores contra ruído.
• Dica de eliminação: elimine automaticamente alternativas que falam de audibilidade (para ondas EM de rádio) ou de velocidades diferentes (inexistente no ar). Entre potência e frequência, frequência é sempre o critério para interferência estável em receptores sintonizados.
• Conexões: relaciona-se a ressonância em circuitos LC, filtros passa-banda, modulação AM/FM, interferência em hospitais (marca-passos sensíveis a celulares), blindagem eletromagnética (gaiola de Faraday), e licenciamento de espectro pela Anatel/FCC.