Sobre o tema
A prospecção de petróleo utiliza métodos geofísicos como a sísmica de reflexão, que mede o tempo de propagação de ondas mecânicas em camadas geológicas. A velocidade do som em diferentes meios fornece informações sobre sua composição. Nesta questão do ENEM 2023, calcula-se a velocidade do som em uma camada líquida a partir dos tempos de reflexão em suas interfaces superior e inferior, aplicando conceitos de cinemática do movimento uniforme.
Tópicos relacionados
- Prospecção de petróleo e métodos sísmicos
- Velocidade de propagação de ondas mecânicas
- Movimento uniforme e equação horária
- Reflexão de ondas e ecos
- Interpretação de gráficos e esquemas geofísicos
Enunciado
O petróleo é uma matéria-prima muito valiosa e métodos geofísicos são úteis na sua prospecção. É possível identificar a composição de materiais estratificados medindo-se a velocidade de propagação do som (onda mecânica) através deles. Considere que uma camada de 450 metros de um líquido se encontra presa no subsolo entre duas camadas rochosas, conforme o esquema. Um pulso acústico (que gera uma vibração mecânica) é emitido a partir da superfície do solo, onde são posteriormente recebidas duas vibrações refletidas (ecos). A primeira corresponde à reflexão do pulso na interface superior do líquido com a camada rochosa. A segunda vibração deve-se à reflexão do pulso na interface inferior. O tempo entre a emissão do pulso e a chegada do primeiro eco é de 0,5 segundo. O segundo eco chega 1,1 segundo após a emissão do pulso.
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A velocidade do som na camada líquida, em metro por segundo, é
Alternativas
- A)
270.
- B)
540.
- C)
818.
- D)
1 500.
- E)
1 800.
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Perguntas frequentes
Por que a diferença entre os tempos dos ecos corresponde ao percurso do som apenas na camada líquida?
A primeira reflexão ocorre no topo da camada líquida; a segunda, no fundo. Ambos os ecos percorrem as mesmas camadas rochosas acima, então a diferença de tempo (0,6 s) se deve apenas ao trajeto de ida e volta na camada líquida.
Qual a fórmula para calcular a velocidade do som em um meio a partir do eco?
Usa-se v = 2d / Δt, onde d é a espessura da camada e Δt o intervalo entre a emissão e a recepção do eco para a distância percorrida (ida e volta).
Por que ondas mecânicas são usadas em vez de ondas eletromagnéticas na prospecção sísmica?
Ondas mecânicas (som) se propagam em meios sólidos e líquidos com velocidades que variam conforme a densidade e elasticidade, permitindo distinguir camadas geológicas. Ondas eletromagnéticas são atenuadas rapidamente no subsolo.