Ciências da NaturezaOndulatória (Propriedades das Ondas, Fenômenos Ondulatórios e Acústica)Fácil

Questão de Ondulatória (Propriedades das Ondas, Fenômenos Ondulatórios e Acústica) — ENEM

Durante uma aula de educação física em uma piscina pública, estudantes percebem que, quando dois nadadores agitam a água simultaneamente em posições diferentes, as perturbações criadas por cada um se cruzam e, por um instante, parece surgir uma ondulação mais alta ou mais baixa do que as originais. Logo depois, cada onda segue seu caminho como se nada tivesse acontecido, sem alterar a forma das demais. O professor de física, que acompanha a aula, explica que quando duas ondas se encontram no mesmo ponto ao mesmo tempo, seus deslocamentos se somam algebricamente naquele instante: cristas que se encontram geram uma elevação ainda maior, enquanto crista e vale que se encontram podem se cancelar parcialmente ou totalmente. Esse comportamento é comum a todas as ondas, inclusive ao som, à luz e às ondas de rádio, e é fundamental para tecnologias como os fones de ouvido com cancelamento de ruído e as redes Wi-Fi. Com base na explicação do professor, qual princípio físico descreve a soma algébrica dos deslocamentos de duas ondas que se cruzam no mesmo ponto?
AReflexão das ondas na superfície da piscina
BRefração, pela diferença de profundidade da água
CPrincípio da superposição, com soma algébrica dos deslocamentos
DRessonância mecânica entre os dois nadadores
EPolarização das ondas superficiais da água

Gabarito comentado

O princípio da superposição rege toda a interferência ondulatória: ondas em fase somam amplitudes (interferência construtiva) e ondas em oposição de fase subtraem amplitudes (interferência destrutiva). Após se cruzarem, as ondas retomam suas formas originárias. Esse princípio sustenta tecnologias como cancelamento ativo de ruído e holografia.

Resolução passo a passo

O princípio da superposição estabelece que, quando duas ou mais ondas se encontram no mesmo ponto, o deslocamento resultante é a soma algébrica dos deslocamentos individuais naquele instante. Após a superposição, cada onda retoma sua forma original sem perturbação permanente, exatamente como descrito na piscina. A interferência construtiva ocorre quando as ondas estão em fase e os deslocamentos se somam, gerando amplitude maior; a interferência destrutiva ocorre quando estão em oposição de fase e os deslocamentos se cancelam. A reflexão devolveria a onda à origem, sem descrever o cruzamento de duas ondas. A refração trata de mudança de velocidade e direção entre meios de profundidade diferente, o que não é o fenômeno principal descrito. A ressonância exige correspondência de frequências naturais. A polarização restringe a direção de vibração das ondas transversais e não descreve a soma de deslocamentos. Portanto, o princípio da superposição é o conceito correto.

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