Física · reflexão de ondas · eco · velocidade média
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 m 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 s. O segundo eco chega 1,1 s após a emissão do pulso.
Emissor e detector de pulsos
Rocha
Líquido 450 m
Rocha
A velocidade do som na camada líquida, em metro por segundo, é
O que a prova mostra
Esquema em corte do subsolo, visto de lado. De cima para baixo: uma faixa marrom texturizada rotulada "Rocha"; uma faixa azul-clara rotulada "Líquido"; outra faixa marrom rotulada "Rocha". À direita da faixa azul, uma seta vertical de duas pontas marca 450 m, que é a espessura da camada líquida.
No alto, sobre a superfície, um retângulo cinza rotulado "Emissor e detector de pulsos", com arcos concêntricos saindo dele para baixo, representando o pulso acústico entrando no solo.
A figura não traz nenhum outro número: os tempos de 0,5 s e 1,1 s estão só no enunciado.
270
540
818
1 500
1 800
A diferença entre os dois ecos é o tempo que o som leva para atravessar o líquido duas vezes, ida e volta.
Por que a D é a certa
Os dois ecos fazem o mesmo caminho até o topo do líquido. O segundo, além disso, desce pelos 450 m de líquido e sobe de volta. A diferença entre os tempos, 1,1 − 0,5 = 0,6 s, é só esse trecho a mais: 900 m dentro do líquido. A velocidade é 900 m ÷ 0,6 s = 1 500 m/s.
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Precisava saber