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P10 (PUC MG) Uma martelada é dada na extremidade de um trilho. Na outra extremidade encontra-se uma pessoa que ouve dois sons, separados por um intervalo de tempo de 0,18s. O primeiro som se propaga através do trilho, com velocidade de 3.400 m/s, e o segundo através do ar, com velocidade de 340 m/s. O comprimento do trilho vale:

a) 18m
b) 34m
c) 36m
d) 56m
e) 68m
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Aprendendo com Desafios

ano passado

Respostas

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há 4 meses

Para resolver essa questão, precisamos calcular o comprimento do trilho com base no tempo que os sons levam para chegar à pessoa. 1. Dados fornecidos: - Velocidade do som no trilho (v_trilho) = 3.400 m/s - Velocidade do som no ar (v_ar) = 340 m/s - Intervalo de tempo entre os sons (Δt) = 0,18 s 2. Cálculo do tempo que o som leva para percorrer o trilho (t_trilho) e o ar (t_ar): - O som que viaja pelo trilho chega primeiro, e o som que viaja pelo ar chega depois. Portanto, podemos escrever: \[ t_{ar} = t_{trilho} + 0,18 \] 3. Usando a fórmula da distância (d = v * t), temos: - Para o trilho: \[ d = v_{trilho} \cdot t_{trilho} \] - Para o ar: \[ d = v_{ar} \cdot t_{ar} \] 4. Substituindo \(t_{ar}\) na equação do ar: \[ d = v_{ar} \cdot (t_{trilho} + 0,18) \] 5. Igualando as duas expressões para a distância (d): \[ v_{trilho} \cdot t_{trilho} = v_{ar} \cdot (t_{trilho} + 0,18) \] 6. Substituindo os valores: \[ 3400 \cdot t_{trilho} = 340 \cdot (t_{trilho} + 0,18) \] 7. Resolvendo a equação: \[ 3400 \cdot t_{trilho} = 340 \cdot t_{trilho} + 61,2 \] \[ 3400 \cdot t_{trilho} - 340 \cdot t_{trilho} = 61,2 \] \[ 3060 \cdot t_{trilho} = 61,2 \] \[ t_{trilho} = \frac{61,2}{3060} \approx 0,02 \text{ s} \] 8. Agora, calculando a distância (d) usando o tempo encontrado: \[ d = 3400 \cdot 0,02 \approx 68 \text{ m} \] Portanto, o comprimento do trilho é 68 m. A alternativa correta é: e) 68m.

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ano passado

Para resolver essa questão, é necessário considerar a diferença de tempo entre a pessoa ouvir o som que se propaga pelo trilho e o som que se propaga pelo ar. A diferença de tempo entre os dois sons é de 0,18 segundos. Sabemos que a velocidade do som no trilho é de 3400 m/s e no ar é de 340 m/s. Vamos calcular a distância que o som percorreu no trilho e no ar: Seja x a distância percorrida pelo som no trilho e L a distância total do trilho. Para o som que se propaga pelo trilho: x = 3400 * t Para o som que se propaga pelo ar: L - x = 340 * (t + 0,18) Substituindo o valor de x na segunda equação, temos: L - 3400t = 340t + 61,2 Rearranjando a equação, obtemos: L = 3740t + 61,2 Agora, vamos encontrar o valor de t. Como a diferença de tempo entre os sons é de 0,18 segundos, temos: 3400t - 340t = 0,18 Resolvendo a equação, encontramos: t = 0,05 segundos Substituindo o valor de t na equação L = 3740t + 61,2, obtemos: L = 3740 * 0,05 + 61,2 Logo, L = 187 + 61,2 Assim, L = 248,2 metros Portanto, o comprimento do trilho é de 248,2 metros, o que corresponde à alternativa: c) 36m

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