ACÚSTICA

FÍSICA - 3o ANO
MÓDULO 32
ACÚSTICA
Como pode cair no enem
(ENEM) Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixe de luz, passa menos luz
por intervalo de tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifício, verifica-se que
a luz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas
particularidades, também pode se comportar dessa forma.
LÂMPADA
BURACO
RAIOS
DE LUZ
(FIOLHAIS, C. Física divertida. Brasília: UnB, 2001 [Adaptado].)
Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto?
a) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas.
b) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito.
c) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvilo pelo ar.
d) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que
quando aquela se afasta.
e) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de
cristal se despedace.
Fixação
1) (UFF) Ondas sonoras emitidas no ar por dois instru-mentos musicais distintos, I e II, têm
suas amplitudes representadas em função do tempo pelos gráficos abaixo.
A propriedade que permite distinguir o som dos dois instrumentos é:
a) o comprimento de onda;
b) a amplitude;
c) o timbre;
d) a velocidade de propagação;
e) a frequência.
Fixação
2) (UERJ) Em uma mesma corda, com extremidades fixas, produzem-se duas ondas com
mesma velocidade de propagação. As reproduções de fotografias de cada uma das ondas na
corda são mostradas a seguir.
Representando o comprimento de onda e o período de cada onda, respectivamente, por λI
e TI e λII e TII e comparando estas grandezas, é possível concluir que:
a) λI < λII e TI < TII
b) λI < λII e TI > TII
c) λI > λII e TI < TII
d) λI > λII e TI > TII
Fixação
3) Uma onda estacionária se forma num tubo sonoro fechado, como ilustra a figura. Admitindo ser de
a340 m/s a velocidade do som no ar, podemos afirmar que a frequência do som emitido pelo tubo é:
a) 85Hz b) 150Hz
c) 170Hz
d) 200Hz
e) 340Hz
I
Proposto
1) Para que se perceba o eco de um som no ar, em que a velocidade de propagação é 340
m/s, é necessário que haja uma distância de 17 m entre a fonte sonora e o anteparo onde o
som é refletido. Na água, onde a velocidade de propagação do som é 1600 m/s, esta distância
precisa ser de:
a) 34m
b) 60m
c) 80m
d) 160m
e) nenhuma das anteriores
Proposto
02) Quando aumentamos o volume do som do nosso rádio, a grandeza física que estamos
aumentando é a(o):
aa) velocidade de propagação;
b) amplitude;
c) frequência;
d) comprimento de onda;
e) período.
Proposto
3) Numa corda homogênea, com suas extremidades fixas no laboratório, se estabelece uma
onda estacionária. Nesta situação, a corda vibra entre as duas posições extremas, indicadas
pelas linhas contínua e tracejada na figura a seguir.
Sabendo que a corda se altera entre estas duas posições a cada 0,50 s, é correto afirmar
que a velocidade de propagação de ondas ao longo da corda vale:
a) 0m/s
b) 2,0m/s
c) 4,0m/s
d) 6,0m/s
e) 8,0m/s
Proposto
a4) (UERJ) Considere uma corda de violão, esticada e fixada nos pontos A e I, na qual são colocados pedacinhos de papel sobre os pontos D, E, F, G e H, conforme a figura abaixo. Observe
que as distâncias entre cada ponto e seus vizinhos são todas iguais.
Com dois dedos de uma das mãos, comprime-se o ponto C e com um dedo da outra mão
levanta-se a corda pelo ponto B, soltando-a em seguida. Nessa situação, os pedacinhos de
papel que serão jogados para cima correspondem aos seguintes pontos da corda:
a) D, E, G
c) E, F, G
b) D, F, H
d) F, G, H
Proposto
5) (UFG) As ondas eletromagnéticas geradas pela fonte de um forno de micro-ondas têm uma
frequência bem característica, e, ao serem refletidas pelas paredes internas do forno, criam
um ambiente de ondas esta-cionárias. O cozimento (ou esquentamento) ocorre devido ao fato
de as moléculas constituintes do alimento, sendo a de água a principal delas, absorverem
energia dessas ondas e passarem a vibrar com a mesma frequência das ondas emitidas pelo
tubo gerador do forno.
O fenômeno físico que explica o funcionamento do forno de micro-ondas é a:
a) ressonância;
d) polarização;
b) interferência;
e) absorção.
c) difração;
Proposto
6) (PUC) Um tubo sonoro ressoa com mais intensidade na frequência de 680 hertz. Com experimentação apropriada, percebe-se a formação, no interior do tubo, de uma sucessão de nós
e ventres. Sabendo-se que a velocidade de propagação do som é de 340m/s, conclui-se
que a distância entre dois nós consecutivos é, em cm:
a) 15
d) 30
b) 20
e) 40
c) 25
Proposto
7) (PUC) Uma proveta graduada tem 40,0 cm de altura e está com água no nível de 10,0 cm de
altura. Um diapasão de frequência 855 Hz vibrando próximo à extremidade aberta da proveta
indica ressonância.
Uma onda sonora estacionária possível é representada na figura ao lado. A velocidade do
som, nessas condições, é, em m/s:
a) 326
b) 334
c) 342
d) 350
e) 358
Proposto
e8) (ENEM)
Uma equipe de cientistas lançará uma expedição ao Titanic para criar um detalhado
mapa 3D que “vai tirar, virtualmente, o Titanic do fundo do mar para o público”. A expedição
o ao local, a 4 quilômetros de profundidade no oceano Atlântico, está sendo apresentada
como a mais sofisticada expedição científica ao Titanic. Ela utilizará tecnologias de imagem
e sonar que nunca tinham sido aplicadas ao navio, para obter o mais completo inventário
de seu conteúdo. Esta complementação é necessária em razão das condições do navio,
naufragado há um século.
(O Estado de S.Paulo. Disponível em: http://www.estadao.com.br.
Acesso em: 27 de jul. de 2010 [adaptado].)
No problema apresentado, para gerar imagens através de camadas de sedimentos depositados no navio, o sonar é mais adequado, pois a:
a) propagação da luz na água ocorre a uma velocidade maior que a do som neste meio;
b) absorção da luz ao longo de uma camada de água é facilitada enquanto a absorção do som
não;
c) refração da luz a uma grande profundidade acontece com uma intensidade menor que a
do som;
d) atenuação da luz nos materiais analisados é distinta da atenuação de som nestes mesmos
materiais;
e) reflexão de luz nas camadas de sedimentos é menos intensa do que a reflexão do som
neste material.
Proposto
9) (ENEM) A ultrassonografia, também chamada de ecografia, é uma técnica de geração de
imagens muito utilizada em Medicina. Ela se baseia na reflexão que ocorre quando um pulso de
ultrassom, emitido pelo aparelho colocado em contato com a pele, atravessa a superfície que
separa um órgão do outro, produzindo ecos que podem ser captados de volta pelo aparelho.
Para a observação de detalhes no interior do corpo, os pulsos sonoros emitidos têm frequências
altíssimas, de até 30 MHz, ou seja, 30 milhões de oscila-ções a cada segundo.
A determinação de distâncias entre órgãos do corpo humano feita com esse aparelho
fundamenta-se em duas variáveis imprescindíveis:
a) a intensidade do som produzido pelo aparelho e a frequência desses sons;
b) a quantidade de luz usada para gerar as imagens no aparelho e a velocidade do som nos
tecidos;
c) a quantidade de pulsos emitidos pelo aparelho a cada segundo e a frequência dos sons
emitidos pelo aparelho;
d) a velocidade do som no interior dos tecidos e o tempo entre os ecos produzidos pelas superfícies dos órgãos;
e) o tempo entre os ecos produzidos pelos órgãos e a quantidade de pulsos emitidos a cada
segundo pelo aparelho.
Proposto
10) (ENEM) Um dos modelos usados na caracterização dos sons
eouvidos pelo ser humano baseia-se na hipótese de que ele funciona
como um tubo ressonante. Neste caso, os sons externos produzem uma variação de pressão do ar no interior do canal auditivo,
fazendo a membrana (tímpano) vibrar. Esse modelo pressupõe
que o sistema funciona de forma equivalente à propagação de onL
das sonoras em tubos com uma das extremidades fechadas pelo Tímpano
tímpano. As frequências que apresentam ressonância com o canal
auditivo têm sua intensidade reforçada, enquanto outras podem ter
sua intensidade atenuada.
canal auditivo
Considere que, no caso de ressonância, ocorra um nó sobre
o tímpano e ocorra um ventre da onda na saída do canal auditivo,
de comprimento L igual a 3,4 cm. Assumindo que a velocidade do som no ar (v) é igual a 340 m/s, a
sfrequência do primeiro harmônico (frequência fundamental, n = 1) que se formaria no canal, ou seja, a
frequência mais baixa que seria reforçada por uma ressonância no canal auditivo, usando este modelo é:
-a) 0,025 kHz valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4L e
equipara o ouvido a um tubo com ambas as extremidades abertas;
b) 2,5 kHz valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4L e equipara o ouvido a um tubo com uma extremidade fechada;
c) 10 kkHz valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L e equipara o ouvido a um tubo com ambas as extremidades fechadas;
d) 2 500 kHz valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L, aplicável
ao ouvido humano;
e) 10 000 kHz valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L,
aplicável ao ouvido e a tubo aberto e fechado.
Proposto
11) (UERJ) O som do apito do transatlântico é produzido por um tubo aberto de comprimento
L igual a 7,0 m. Considere que o som no interior desse tubo propaga-se à velocidade de 340
m/s e que as ondas estacionárias produzidas no tubo, quando o apito é acionado, têm a forma
representada pela figura a seguir.
L
a) Determine a frequência de vibração das ondas sonoras no interior do tubo.
b) Admita que o navio se afaste perpendicularmente ao cais do porto onde esteve ancorado,
com velocidade constante e igual a 10 nós.
Proposto
12) (UERJ) A pressão no ouvido interno de uma pessoa, no início de uma viagem subindo uma
montanha, é igual a 1,010 x 104 Pa. Admita que essa pressão não varie durante a viagem e
que a pressão atmosférica no topo da montanha seja igual a 0,998 x 104 Pa.
Considere o tímpano como uma membrana circular com raio 0,4 cm e o canal auditivo
como um tubo cilíndrico de 2,8 cm de comprimento, aberto em uma extremidade e fechado,
na outra, pelo tímpano.
Em relação ao instante de chegada dessa pessoa ao topo da montanha, quando ainda não
foi alcançado novo equilíbrio entre a pressão interna do ouvido e a pressão externa, calcule:
(velocidade do som no ar = 340m/s)
a) a força resultante em cada tímpano;
b) a frequência fundamental do som no interior do canal auditivo