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Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 01 - (ACAFE SC/2014) A previsão do tempo feita em noticiários de TV e jornais costuma exibir mapas mostrando áreas de chuva forte. Esses mapas são, muitas vezes, produzidos por um radar Doppler, que tem tecnologia muito superior à do radar convencional. Os radares comuns podem indicar apenas o tamanho e a distância de partículas, tais como gotas de chuva. O radar Doppler é capaz, além disso, de registrar a velocidade e a direção na qual as partículas se movimentam, fornecendo um quadro do fluxo do vento em diferentes elevações. Fonte: Revista Scientific American Brasil, seção: Como funciona. ano 1, N 8, Jan 2003, p. 90-91.(Adaptado) O radar Doppler funciona com base no fenômeno da: a) difração das ondas e na diferença de direção das ondas difratadas. b) refração das ondas e na diferença de velocidade das ondas emitidas e refratadas. c) reflexão das ondas e na diferença de frequência das ondas emitidas e refletidas. d) interferência das ondas e na diferença entre uma a interferência construtiva e destrutiva. 02 - (FMJ SP/2007) Uma imensa variedade de sons chega aos nossos ouvidos ao longo do dia. Uns são agradáveis, como os sons musicais e outros são desagradáveis, como os ruídos. Os sons produzidos por instrumentos musicais como o violino, o piano e a flauta, ao emitirem a mesma nota musical, podem ser perfeitamente distinguidos porque as notas emitidas por eles apresentam diferentes a) freqüências. b) intensidades. c) amplitudes. d) timbres. e) alturas. 03 - (UFPR/2002) A respeito das ondas sonoras, é correto afirmar: 01. São ondas longitudinais. 02. Propagam-se no vácuo. 04. No ar, as de maior freqüência têm maior velocidade. 08. O fenômeno da difração permite explicar o fato de o som contornar obstáculos. 16. Efeito Doppler é o fenômeno no qual a freqüência de uma onda sonora percebida por um observador é diferente da emitida pela fonte, devido ao movimento relativo entre eles. 32. No ar, uma onda de comprimento de onda igual a 1,0 m tem a mesma freqüência que outra de comprimento de onda igual a 2,0 m. 04 - (UFRRJ /2006) Usar g = 10 m/s2 sempre que necessário. A freqüência de uma onda que é percebida por um observador depende da velocidade relativa entre a fonte e o observador. Na situação representada abaixo, uma fonte, em repouso em relação ao meio de propagação (o ar), emite uma onda sonora que é captada por dois observadores, O1 e O2. A distância entre dois máximos vizinhos da onda sonora é de dois metros no referencial da fonte. Considerando a velocidade de propagação do som no ar igual a 340 m/s, determine a) a freqüência medida pelo observador O1 (em repouso em relação à fonte); b) a freqüência medida pelo observador O2 (que se aproxima da fonte com velocidade de 60 m/s). 05 - (UFLA MG/2001) Vários instrumentos musicais emitem a mesma nota. Um espectador consegue distinguir a nota emitida pelos diferentes instrumentos por causa a) das freqüências diferentes. b) das alturas diferentes. c) dos timbres diferentes. d) dos comprimentos de onda diferentes. e) dos períodos diferentes. 06 - (UFMT/2006) A figura ao lado representa dois recipientes, A e B, contendo água. No fundo do recipiente A há um orifício que possibilita um fluxo de água para o recipiente B. A água entra no recipiente A através de uma conexão C ligada a uma bomba controlada por um computador de forma que a água injetada faz com que o nível de água em A aumente linearmente com o tempo. Sabendo-se que a velocidade da água através do orifício é proporcional à pressão no fundo do recipiente A, pode-se afirmar que o nível de água em B aumentará Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica a) linearmente com o tempo. b) logaritmicamente com o tempo. c) de acordo com a função sen ).t( d) de forma gradativamente mais lenta. e) quadraticamente com o tempo. 07 - (UERJ/1992) Dois operários, A e B, estão parados no pátio de uma fábrica. Em certo instante, a sirene toca. O operário B ouve o som da sirene 1,5 segundos após o operário A tê-lo ouvido. Considerando a velocidade de som constante e de módulo 340 m/s, a distância, em metros, entre dois operários é: a) 170 b) 340 c) 510 d) 680 e) 850 08 - (UNIFICADO RJ/2001) Pitágoras já havia observado que duas cordas cujos comprimentos estivessem na razão de 1 para 2 soariam em uníssono. Hoje sabemos que a razão das freqüências dos sons emitidos por essas cordas é igual à razão inversa dos seus comprimentos. A freqüência da nota lá-padrão ( o lá central do piano) é 440 Hz, e a freqüência do lá seguinte, mais agudo, é 880 Hz. A escala cromática (ou bem-temperada), usada na música ocidental de J. S. Bach (século XVIII) para cá, divide esse intervalo (dito de oitava) em doze semitons iguais, isto é, tais que a razão das freqüências de notas consecutivas é constante. Essas notas e suas respectivas freqüências (em Hz e aproximadas para inteiros) estão na tabela a seguir. Lá Lá #(Si b) Si Dó Dó # (Ré b) Ré Ré # (Mi b) 440 466 494 523 554 587 622 Mi Fá Fá #(Sol b) Sol Sol # (Lá b) Lá 659 698 740 784 831 880 Essas freqüências formam uma: a) seqüência que não é uma progressão. b) progressão harmônica. c) progressão geométrica. d) Progressão aritmética. e) progressão aritmética de segunda ordem, isto é, uma seqüência na qual as diferenças entre termos sucessivos formam uma progressão aritmética. 09 - (UNIFICADO RJ/2001) Pitágoras já havia observado que duas cordas cujos comprimentos estivessem na razão de 1 para 2 soariam em uníssono. Hoje sabemos que a razão das freqüências dos sons emitidos por essas cordas é igual à razão inversa dos seus comprimentos. A freqüência da nota lá-padrão (o lá central do piano) é 440 Hz, e a freqüência do lá seguinte, mais agudo, é 880 Hz. A escala cromática (ou bem-temperada), usada na música ocidental de J. S. Bach (século XVIII) para cá, divide esse intervalo (dito de oitava) em doze semitons iguais, isto é, tais que a razão das freqüências de notas consecutivas é constante. Essas notas e suas respectivas freqüências (em Hz e aproximadas para inteiros) estão na tabela a seguir. Lá Lá #(Si b) Si Dó Dó # (Ré b) Ré Ré # (Mi b) 440 466 494 523 554 587 622 Mi Fá Fá #(Sol b) Sol Sol # (Lá b) Lá 659 698 740 784 831 880 A corda mi de um violino usado em um conjunto de música renascentista está afinada para a freqüência de 660 Hz. Para tocar a nota lá, de freqüência 880 Hz, prende-se a corda com um dedo, de modo a utilizar apenas uma fração da corda. Que fração é essa? a) 4 1 b) 3 1 c) 2 1 d) 3 2 e) 4 3 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 10 - (UFJF MG/2001) Uma ambulância, com a sirene ligada, movimenta-se com grande velocidade, numa rua reta e plana. Para uma pessoa que esteja observando a ambulância, parada junto à calçada, qual dos gráficos freqüência x posição melhor representa as freqüências do som da sirene? Considere que a ambulância se movimenta da esquerda para a direita, com velocidade constante, e a pessoa se encontra parada no ponto O, indicado nos gráficos. a. frequência posição0 b. frequência posição0 c. frequência posição0 d. frequência posição0 11 - (UFJF MG/1998) Um trem se aproxima, apitando, a uma velocidade de 10 m/s em relação à plataforma de uma estação. A freqüência sonora do apito do trem é 1,0 kHz, como medida pelo maquinista. Considerando a velocidade do som no ar como 330 m/s, podemos afirmar que um passageiro parado na plataforma ouviria o som com um comprimento de onda de: a) 0,32 m; b) 0,33 m; c) 0,34 m; d) 33 m; e) 340 m. 12 - (UCB DF/2001) As ondas têm diversas aplicações tecnológicas e médicas. Por exemplo, em exames de ecografia, a utilização do ultra-som (ondas de freqüência elevada)proporciona um método eficiente de examinar a forma e o movimento dos órgãos internos do corpo. Informações diagnósticas sobre estruturas do corpo são obtidas de forma não-invasiva, enviando-se um pulso de ultra-som e medindo o intervalo de tempo entre o instante da emissão e o da recepção do eco. Estudos indicam que feixes ultra-sônicos de intensidades inferiores a 100 mW/cm2 não produzem efeitos danosos aos tecidos. Adicionalmente, utiliza-se o efeito Doppler, que pode ser percebido quando, por exemplo, uma ambulância com a sirene ligada se aproxima ou se afasta de nós. No primeiro caso, podemos notar que o som é percebido mais agudo, no segundo, mais grave. Essas alterações são causadas pelo movimento da fonte – no caso, a ambulância – em relação ao observador. Com o auxílio do texto e dos dados apresentados a seguir, analise as afirmativas abaixo, assinalando (V) para as Verdadeiras e (F) para as Falsas. Dados: Velocidade do som no ar em m/s Intervalo de frequência audível pelo homem Densidade do ar (kg/m ) Intensidade de frequência do som audívels (W/m )2 3 3,3 . 10 20Hz a 20kHz 1,2 10 -122 00. Com o objetivo de se verificar a evolução do entupimento de um vaso sangüíneo, fez-se um exame com ultra-som. O intervalo de tempo decorrido entre a recepção dos ecos provenientes das paredes anterior e posterior do vaso mencionado foi de 2,0 ms. Sabendo-se que a velocidade do ultra- som nesse meio é de 1500 m/s e que em exame anterior o vaso apresentava um raio de 3 mm, conclui-se que não houve alteração, no lapso de tempo entre os dois exames. 01. O ultra-som, associado ao efeito Doppler, pode ser utilizado para se estudar estruturas do corpo em movimento, como as paredes do coração. 02. O eco correspondente a um fluxo sangüíneo aproximando-se do transdutor-receptor do aparelho de ecografia será recebido como uma onda de freqüência superior à da onda emitida. 03. O diagnóstico de freqüência ultra-sônica de 3 MHz é utilizado para examinar um corpo estranho num tecido do corpo. O comprimento de onda dessa onda no tecido, onde ela se propaga com 1500 m/s, é igual a 0,5 mm. 04. Pulsos de ultra-som de intensidade da ordem de 100 W·m–2 podem ser utilizados para destruir seletivamente tecidos internos, como os de alguns tumores. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 13 - (UFPel RS/2006) Zero Hora, 05/04/2006 Recentemente o físico Marcos Pontes se tornou o primeiro astronauta brasileiro a ultrapassar a atmosfera terrestre. Diariamente existiam contatos entre Marcos e a base, e alguns deles eram transmitidos através dos meios de comunicação. Com base no texto e em seus conhecimentos, é correto afirmar que conseguiamos “ouvir” e “falar” com Marcos, porque, para essa conversa, estavam envolvidas a) apenas ondas mecânicas – transversais – já que estas se propagam, tanto no vácuo como no ar. b) apenas ondas eletromagnéticas – longitudinais – já que estas se propagam, tanto no vácuo como no ar. c) ondas eletromagnéticas – transversais – que apresentam as mesmas freqüência, velocidade e comprimento de onda, ao passar de um meio para outro. d) ondas mecânicas – transversais – que apresentam as mesmas freqüência, velocidade e comprimento de onda, ao passar de um meio para outro e) tanto ondas eletromagnéticas – transversais – que se propagam no vácuo, como ondas mecânicas – longitudinais – que necessitam de um meio material para a sua propagação . f) I.R. 14 - (FMTM MG/2006) Denomina-se onda o movimento causado por uma perturbação que se propaga por um meio. As ondas podem ser classificadas quanto à natureza, quanto à direção de propagação e quanto à direção de vibração. Em relação à direção de propagação, as ondas podem ser unidimensionais, bidimensionais ou tridimensionais, e ficam perfeita e respectivamente representadas por ondas a) em cordas, em superfícies de lagos e sonoras. b) em metais, sonoras e eletromagnéticas. c) luminosas, em metais e em cordas. d) sonoras, eletromagnéticas e em cordas. e) luminosas, em metais e em superfícies de lagos. 15 - (IME RJ/2007) A figura acima apresenta uma fonte sonora que se desloca pela trajetória representada pela linha cheia, com velocidade escalar constante, emitindo um som de freqüência constante. Um observador localizado no ponto P escutará o som de forma mais aguda quando a fonte passar pelo ponto: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 16 - (UNIFICADO RJ/1999) Em uma festa no clube, uma pessoa observa que, quando se encontra mergulhada na água da piscina, ela ouve a música que está sendo tocada, no mesmo tom que ouvia quando estava fora da piscina. Considere a velocidade de propagação, o comprimento de onda e a freqüência como sendo, respectivamente, v1, 1, e f1 para o som ouvido fora da piscina e v2, 2 e f2 para p som ouvido dentro d’água. Assinale a opção que apresenta uma relação correta entre essas grandezas. a) v1 = v2. b) v1 > v2. c) f1 > f2. d) f1 = f2. e) 1 = 2. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 17 - (ITA SP/2007) Considere que num tiro de revólver, a bala percorre trajetória retilínea com velocidade V constante, desde o ponto inicial P até o alvo Q. Mostrados na figura, o aparelho M1 registra simultaneamente o sinal sonoro do disparo e o do impacto da bala no alvo, o mesmo ocorrendo com o aparelho M2 . Sendo VS a velocidade do som no ar, então a razão entre as respectivas distâncias dos aparelhos M1 e M2 em relação ao alvo Q é a) VS(V – VS)/(V2 – V 2S ) b) VS(VS – V)/(V2 – V 2S ) c) V(V – VS)/(V 2S – V 2) d) VS(V + VS)/(V2 – V 2S ) e) VS(V – VS)/(V2 + V 2S ) 18 - (UNIFICADO RJ/1996) Quando aumentamos o volume do som do nosso rádio, a grandeza física que estamos aumentando é a(o): a) velocidade de propagação. b) amplitude. c) freqüência. d) comprimento de onda. e) período. 19 - (FUVEST SP/2002) O som de um apito é analisado com o uso de um medidor que, em sua tela, visualiza o padrão apresentado na figura abaixo. O gráfico representa a variação da pressão que a onda sonora exerce sobre o medidor, em função do tempo, em s (1s = 10-6 s). Analisando a tabela de intervalos de freqüências audíveis, por diferentes seres vivos, conclui-se que esse apito pode ser ouvido apenas por Seres vivos Intervalos de Freqüência cachorro 15 Hz – 45.000 Hz ser humano 20 Hz – 20.000 Hz sapo 50 Hz – 10.000 Hz gato 60 Hz – 65.000 Hz morcego 1000 Hz – 120.000 Hz va ia çã o de pr es sã o tempo 10 s a) seres humanos e cachorros b) seres humanos e sapos c) sapos, gatos e morcegos d) gatos e morcegos e) morcegos 20 - (UFSC/1999) Sobre as emissões de estações de rádio, é CORRETO afirmar: 01. as recepções em AM são pouco prejudicadas por colinas e montanhas, pois são refletidas pela atmosfera. 02. não são influenciadas pelas ondas luminosas, devido à natureza ondulatória diferente. 04. as emissões em FM têm pequeno alcance, pois não se refletem na atmosfera. 08. as ondas curtas, emitidas por algumas rádios AM, têm grande alcance, devido à sua grande velocidade. 16. nunca poderiam ser captadas por um astronauta no espaço. 32. nunca poderiam ser emitidas a partir da Lua. 21 - (UFPA/2000) Durante a viagem de carro para Belém, Maria, para descontrair, ligou o toca fitas para ouvir música executada em piano. O som, entretanto, estava um pouco agudo. As qualidades fisiológicas do som observadas por Maria, que lhe permitiram ouvir a música, identificar o instrumento e verificar que o som estava agudo são, respectivamente, a) altura, intensidade e timbre b) intensidade, timbre e altura c) timbre, intensidade e altura d) intensidade, altura e timbre e) timbre, altura e intensidade Prof. Fabricio SchefferMegalista – Aula 35 Acústica 22 - (UEPA/2002) Considere o som produzido pela corda de um violão nas duas situações indicadas na figura baixo. O comprimento da corda é reduzido a 2/3 no caso 2. Comparando a freqüência f1 do som produzido no caso 1 com a freqüência f2 produzida no caso 2 é correto afirmar que: Caso 1 Caso 2 a) f1 = 3 f2 b) f1 = 2 f2 c) f1 = 3f2/2 d) f1 = f2 e) f1 = 2f2/3 23 - (UNIRIO RJ/2000) Em recente espetáculo em São Paulo, diversos artistas reclamaram do eco refletido pela arquitetura da sala de concertos que os incomodava e, em tese, atrapalharia o público que apreciava o espetáculo. Considerando a natureza das ondas sonoras e o fato de o espetáculo se dar em um recinto fechado, indique a opção que apresenta uma possível explicação para o acontecido. a) Os materiais usados na construção da sala de espetáculos não são suficientemente absorvedores de ondas sonoras para evitar o eco. b) Os materiais são adequados, mas devido à superposição das ondas sonoras sempre haverá eco. c) Os materiais são adequados, mas as ondas estacionárias formadas na sala não podem ser eliminadas, e assim, não podemos eliminar o eco. d) A reclamação dos artistas é infundada porque não existe eco em ambientes fechados. e) A reclamação dos artistas é infundada porque o que eles ouvem é o retorno do som que eles mesmos produzem e que lhes permite avaliar o que estão tocando. 24 - (PUC RS/1999) Um observador parado na calçada de uma avenida observa a passagem de um carroambulância com sirene acionada. Após a passagem do carro o observador percebe que a freqüência do som da sirene diminuiu. Este fenômeno é conhecido como efeito: a) doppler. b) volta. c) joule. d) fotoelétrico. e) de reverberação. 25 - (ITA SP/2007) Numa planície, um balão meteorológico com um emissor e receptor de som é arrastado por um vento forte de 40 m/s contra a base de uma montanha. A freqüência do som emitido pelo balão é de 570 Hz e a velocidade de propagação do som no ar é de 340 m/s. Assinale a opção que indica a freqüência refletida pela montanha e registrada no receptor do balão. a) 450 Hz b) 510 Hz c) 646 Hz d) 722 Hz e) 1292 Hz 26 - (PUC RS/2001) Ondas sonoras e luminosas emitidas por fontes em movimento em relação a um observador são recebidas por este com freqüência diferente da original. Este fenômeno, que permite saber, por exemplo, se uma estrela se afasta ou se aproxima da Terra, é denominado de efeito: a) joule. b) oersted. c) doppler. d) volta. e) faraday. 27 - (UnB DF/191) Uma corda esticada vibra em sua freqüência fundamental de 440Hz. Considerando que os dois pontos fixos da corda distam = 0,75m e que a velocidade do som no ar é de v = 340m/s, podemos afirmar que: 00. a onda estacionária na corda tem comprimento de onda 2 = 1,50m; 01. a velocidade de propagação de qualquer onda na corda é igual a 340m/s; 02. o som, no ar, provocado pela vibração da corda tem comprimento de onda igual a 0,75m; 03. qualquer onda que se propaga na corda, ao refletir nos pontos fixos nos extremos da corda, inverte de fase. 04. dobrando a tensão na corda, a freqüência fundamental passa a ser 880 Hz. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 28 - (UnB DF/1991) Durante a aproximação de um avião em vôo rasante, um observador parado em relação à Terra percebe o ruído provocado pelas turbinas do avião a uma freqüÊncia f’. Após o avião passar sobre o observador, ele escuta o ruído das turbinas do mesmo avião a uma freqüência f”. Sabendo-se que a velocidade do avião em relação ao observador é 330m/s e que a velocidade do som no ar é 340m/s, calcule a razão f’/f”. 29 - (UnB DF/1992) Uma fonte sonora se aproxima de u observador parado e, em seguida, se afasta com a mesma velocidade. A razão entre as freqüências dos sons percebidos pelo observador nas duas situações é 2,4. Sabendo que a velocidade de propagação do som no ar é 340 m/s, determine (em m/s) a velocidade da fonte sonora. Divida sua resposta por 10. 30 - (MACK SP/2006) Quando uma onda sonora é refletida por um obstáculo, pode ocorrer: a) o Eco, a Reverberação ou o Reforço. b) somente o Eco. c) somente a Reverberação. d) somente o Reforço. e) a Ressonância. 31 - (MACK SP/2007) Uma pessoa parada à distância de 2 046 m de uma sirene ouve seu apito 6 s após a sirene começar a funcionar. A freqüência do som emitido pela sirene é de 6,82 kHz. O comprimento de onda do som emitido pela sirene é de a) 10 cm b) 8 cm c) 6 cm d) 5 cm e) 3 cm 32 - (UnB DF/1994) Uma fonte estacionária emite, na freqüência de 1000 Hz e na velocidade de 300 m/s. Considere dois ouvintes em repouso em relação ao ar. Se a fonte estiver em movimento em relação ao ar, a uma velocidade constante de 30 m/s ao longo da reta que liga os ouvintes, aproximando-se de um deles e afastando-se do outro, qual será a soma das freqüências ouvidas por eles? Divida esse resultado por 101, desprezando a parte fracionária do resultado. 33 - (UnB DF/1998) Um indivíduo percebe que o som da buzina de um carro muda de tom à medida que o veículo se aproxima ou se afasta dele. Na aproximação, a sensação é de que o som é mais agudo, no afastamento, mais grave. Esse fenômeno é conhecido em Físico como efeito Doppler. Considerando a situação descrita, julgue os itens que se seguem. 01. As variações na tonalidade do som da buzina percebidas pelo indivíduo devem-se a variações da freqüência da fonte sonora. 02. Quando o automóvel se afasta, o número de cristas de onda por segundo que chegam ao ouvido do indivíduo é maior. 03. Ser uma pessoa estiver se movendo com o mesmo vetor velocidade do automóvel, não mais terá a sensação de que o som muda de tonalidade. 04. Observa-se o efeito Doppler apenas para ondas que se propagam em meios materiais. 34 - (UFLA MG/2001) Vários instrumentos musicais emitem a mesma nota. Um espectador consegue distinguir a nota emitida pelos diferentes instrumentos por causa a) das freqüências diferentes. b) das alturas diferentes. c) dos timbres diferentes. d) dos comprimentos de onda diferentes. e) dos períodos diferentes. 35 - (UFBA/2001) As ondas sonoras são ondas elásticas que se propagam no ar com velocidade aproximada de 340m/s, e cujo limite de audibilidade para o ouvido humano está situado entre 20 Hz e 20000 Hz. Com base nessas informações, pode-se afirmar: 01. A poluição sonora está relacionada à propagação de ondas de freqüência acima de 20000 Hz. 02. Uma onda sonora que se propaga no ar tem comprimento de onda aumentado, quando penetra na água. 04. A faixa de freqüência da voz masculina é geralmente mais baixa do que a da voz feminina. 08. A técnica de obtenção de imagens através de ultra-som é baseada na reflexão de ondas de freqüência inferior a 20 Hz. 16. Notas musicais idênticas, porém de timbres diferentes, são caracterizadas pela diferença de intensidade. 32. Uma onda sonora de 20 Hz que se propaga no ar tem comprimento de onda de, aproximadamente, 17m. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 36 - (FURG RS/2001) O sonar de um navio emite um ultra-som de freqüência 50.000 Hz. A velocidade do som na água é 1.500 m/s. Se o ultra-som foi refletido por um cardume de peixes e a onda refletida é detectada no navio 0,2 s após sua emissão, então o comprimento de onda do ultra-som e a distância entre o navio e o cardume são, respectivamente, a) 300 cm - 300 m b) 30 cm - 300 m c) 3 cm - 150 m d) 1,5 cm - 68 m e) 0,03 cm - 34 m 37 - (PUC MG/2005) Quando uma onda sonora se propaga no ar numa certa direção, podemos afirmar: a) O ar, como um todo, se propaga na direção de propagação da onda. b) O ar, como um todo, se desloca numa direção perpendicular à direção de propagação da onda. c) O ar não se movimenta. Apenas sua pressão aumentae diminui repetidamente com a passagem da onda. d) As partículas do ar se movimentam para frente e para trás na direção de propagação da onda. 38 - (FUVEST SP/2004) Um alto-falante fixo emite um som cuja freqüência F, expressa em Hz, varia em função do tempo t na forma F(t) = 1000 + 200 t. Num determinado momento, o alto-falante está emitindo um som com uma freqüência F1 = 1080 Hz. Nesse mesmo instante, uma pessoa P, parada a uma distância D = 34 m do alto-falante, está ouvindo um som com uma freqüência F2, aproximadamente, igual a: Velocidade do som no ar 340 m/s a) 1020 Hz b) 1040 Hz c) 1060 Hz d) 1080 Hz e) 1100 Hz 39 - (UFG GO/1996) ABAIXA QUE LÁ VEM A ONDA... À nossa volta existem, constantemente, vários tipos de ondas. Algumas são percebidas pelos nossos sentidos, outras não. Algumas são mecânicas, outras eletromagnéticas. Muitas são suas aplicações e propriedades, sobre as quais é correto afirmar: 01. o raio lazer (que é uma luz amplificada), as microondas (que são usadas nas telecomunicações via satélite), os raios-X e as ondas de rádio e TV, são exemplos de ondas eletromagnéticas; 02. o som possui a propriedade de contornar obstáculos, ou seja, difratar, já a luz não, pois sua propagação é retilínea; 04. quando uma ambulância, com a sirene ligada, passa por nós, percebemos uma diferença na freqüência do som entre a sua aproximação e seu afastamento, explicada pelo efeito Doppler; 08. o ultra-som, muito utilizado na medicina, possui uma freqüência maior que a faixa que o homem pode ouvir. 40 - (UFG GO/1998) SOM Os instrumentos musicais e nosso aparelho fonador são bons exemplos de fontes sonoras. Estas fontes produzem vibrações das moléculas do ar, resultando em uma onda que se propaga atingindo nosso ouvido, produzindo-se a sensação sonora. Em relação ao som, é correto afirmar-se que: 01. as vozes das pessoas são classificadas quanto à sua altura (Baixos, Tenores, Sopranos etc.). A voz grave, Baixo, de um cantor possui freqüência menor que a voz aguda, Soprano, de uma cantora; 02. a intensidade sonora está relacionada com a amplitude da onda sonora; 04. os morcegos utilizam a propriedade dos sons serem refletidos por um obstáculo (eco) para percebê-lo; 08. é através do timbre que podemos diferenciar uma mesma nota (um som fundamental de mesma altura e mesma intensidade) emitida por um violino e por um piano. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 41 - (UFG GO/1999) “Nada do que foi será/ De novo do jeito que já foi um dia/ Tudo passa/ Tudo sempre passará/A vida vem em ondas/ Como um mar/ Num indo e vindo infinito/...” “Como uma onda”(Lulu Santos e Nelson Motta) Em relação aos princípios e às leis que regem o movimento ondulatório, pode-se afirmar como certo (C) ou errado (E): 01. o som, assim como as ondas que se formam na superfície de um líquido, são ondas mecânicas bidimensionais; 02. a freqüência de uma onda não se altera, quando ela é transmitida de um meio para o outro; porém, a sua velocidade varia; 03. a velocidade de propagação do som no ar independe da temperatura deste; 04. o período de um relógio de pêndulo de massa m, colocado na Lua, é menor do que o período do mesmo relógio colocado na Terra. 42 - (FMTM MG/2003) Os morcegos orientam-se emitindo sons, que vão desde o audível ao ultra-som, e recebendo as ondas refletidas pelos objetos, técnica esta muito utilizada na navegação. Um morcego em “vôo de cruzeiro” emite pulsos sonoros de 2.10–3s de duração, espaçados por 7.10–2s de silêncio. A freqüência e o comprimento de onda dos pulsos sonoros assim emitidos no ar são, respectivamente, Dado: vsom (no ar) = 340 m/s a) 11,1 Hz e 30,6 m. b) 13,9 Hz e 24,5 m. c) 13,9 Hz e 30,6 m. d) 26,7 Hz e 24,5 m. e) 26,7 Hz e 30,6 m. 43 - (PUC PR/2001) Um automóvel com velocidade constante de 72 km/h se aproxima de um pedestre parado. A freqüência do som emitido pela buzina é de 720 Hz. Sabendo-se que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, a freqüência do som que o pedestre irá ouvir será de: a) 500 Hz b) 680 Hz c) 720 Hz d) 765 Hz e) 789 Hz 44 - (PUC PR/1998) A qualidade do som que permite distinguir a nota dó emitida por um violão e esta mesma nota emitida por um piano é: a) a potência. b) o volume. c) o timbre. d) a energia. e) a altura. 45 - (PUC PR/1998) Assinale a alternativa incorreta: a) A distância entre os ventres sucessivos de uma onda estacionária, num fio idealmente elástico bixo nas extremidades, é igual à metade do comprimento de onda. b) Um tubo de Kundt é um instrumento destinado a medir a velocidade do som num gás em seu interior, pelas cores que este gás adquire em função da freqüência sonora. c) A velocidade das ondas transversais progressivas num fio idealmente elástico é função da tração no fio e do material de que este é constituído. d) A velocidade do som num meio depende da temperatura deste meio. e) As ondas sonoras são longitudinais. 46 - (MACK SP/2005) Um ferreiro golpeia, com a marreta, uma lâmina de ferro, em ritmo uniforme, a cada 0,9 s. Um observador afastado desse ferreiro vê, com um binóculo, a marreta atingir o ferro e ouve o som das respectivas batidas. A velocidade do som, nas condições do local, é 330 m/s. A menor distância entre o ferreiro e o observador é: a) 149 m b) 224 m c) 297 m d) 375 m e) 596 m 47 - (MACK SP/2005) Um “gerador de onda” vibra com freqüência de 5 Hz sobre uma superfície líquida, produzindo ondas de comprimento 6 cm. A velocidade de propagação dessas ondas é: a) 0,9 m/s b) 0,8 m/s c) 0,6 m/s d) 0,4 m/s e) 0,3 m/s Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 48 - (UFMS/2007) Um observador, em repouso na beira de uma rodovia, analisa os efeitos sonoros emitidos pelos veículos que ali transitam, todos com a mesma velocidade constante. A rodovia permite tráfego nos dois sentidos, e, num certo instante, dois veículos se aproximam do observador em sentidos contrários, emitindo sons de mesma freqüência através de sirenes e se cruzam em frente ao observador. É correto afirmar: 01. A velocidade de propagação do som, medida pelo observador, é nula enquanto os veículos se aproximam. 02. A freqüência da onda sonora resultante, medida pelo observador enquanto os veículos se aproximam, é o dobro da freqüência da onda sonora emitida por uma das sirenes. 04. A freqüência da onda sonora emitida pelo veículo e ouvida pelo próprio condutor não depende da velocidade do veículo. 08. Quando os veículos estão se afastando do observador, a freqüência da onda sonora ouvida por ele é menor que a freqüência ouvida pelo condutor do veículo. 16. A velocidade de propagação da onda sonora com relação ao observador, é maior quando os veículos estão se aproximando do que quando estão se afastando. 49 - (UFSCar SP/2007) Sabemos que, em relação ao som, quando se fala em altura, o som pode ser agudo ou grave, conforme a sua freqüência. Portanto, é certo afirmar que: a) o que determina a altura e a freqüência do som é a sua amplitude. b) quanto maior a freqüência da fonte geradora, mais agudo é o som. c) o som é mais grave de acordo com a intensidade ou nível sonoros emitidos. d) sons mais agudos possuem menor velocidade de propagação que sons mais graves. e) sons graves ou agudos propagam-se com mesma velocidade no ar e no vácuo. 50 - (UFJF MG/1997) Quando observamos a luz emitida por átomos de oxigênio num laboratório, notamos que existe uma linha espectral com uma determinada freqüência f, em que esta emissão é muito intensa. Entretanto, ao observarmos a luz emitida por átomos de oxigênio de galáxias distantes, notamos que esta linha espectral desloca-se no sentido de menores freqüências do espectro. Sobre esse fato, podemos afirmar: a) devido à diminuição na freqüência, observaremos quea luz torna-se azul. b) esta alteração na freqüência ocorre porque a galáxia está se aproximando da Terra. c) esta alteração na freqüência ocorre porque a galáxia está se afastando da Terra. d) isto ocorre porque, durante o tempo em que viaja da galáxia até a Terra, grande parte da luz é abosrvida pela poeira interestelar, diminuindo portanto sua freqüência. e) isto indica que a galáxia observada é mais fria que a Terra e assim a luz emitida torna-se vermelha. 51 - (UFMG/2002) Mariana pode ouvir sons na faixa de 20 Hz a 20 kHz. Suponha que, próximo a ela, um morcego emite um som de 40 kHz. Assim sendo, Mariana não ouve o som emitido pelo morcego, porque esse som tem a) um comprimento de onda maior que o daquele que ela consegue ouvir. b) um comprimento de onda menor que o daquele que ela consegue ouvir. c) uma velocidade de propagação maior que a daquele que ela consegue ouvir. d) uma velocidade de propagação menor que a daquele que ela consegue ouvir. 52 - (UFOP MG/1996) Uma pessoa bate na tecla de um plano que corresponde à nota lá padrão (veja figura abaixo) D ó So l D ó M i D ó Lá p ad rã o 32 H z 48 H z 64 H z D ó 12 8H z 16 0H z 25 6H z 44 0H z D ó 51 2H z Si D ó 96 0H z 10 24 H z D ó 20 48 H z 40 96 H z D ó Sabendo-se que a velocidade do som no ar a 20°C é de 340 m/s e que na água é de 1450 m/s, podemos afirmar que: I. O comprimento de onda do som no ar é 7,7 cm. II. Para uma pessoa mergulhada numa piscina próxima ao plano, a freqüência do som que atinge essa pessoa é igual à que atinge uma pessoa fora da piscina. III. O comprimento de onda desse som na água é de 3,3 m. Se “V” representa verdadeiro e “F” falso, a combinação correta para as afirmativas I, II e III, respectivamente é: Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica a) F, F, V b) F, V, F c) V, F, V d) V, V, F e) F, V, V 53 - (UFOP MG/1997) Sobre as ondas sonoras afirmamos que: I. A intensidade do som é uma propriedade relacionada com a amplitude de vibração da onda sonora. Quanto maior a amplitude de vibração maior a intensidade do som produzido. II. A altura de um som é a propriedade usada para classifica-lo como grave ou agudo e está relacionada com a freqüência. Assim, um som grave tem freqüência baixa e um som agudo tem freqüência alta. III. O timbre é a propriedade do som relacionada com a forma das ondas sonoras e depende da fonte que emite o som. Marque: a) Se e somente se (I) for correta. b) Se e somente se (II) for correta. c) Se (I) e (II) forem corretas. d) Se (II) e (III) forem corretas. e) Se (I), (II) e (III) forem corretas. 54 - (UFOP MG/1997) As ondas sonoras satisfazem todas as propriedades gerais listadas abaixo, exceto: a) reflexão. b) polarização. c) interferência. d) difração. e) refração. 55 - (UFOP MG/1998) A característica da onda sonora que nos permite distinguir o som proveniente de uma corda de viola do de uma corda de piano é: a) O timbre. b) A freqüência. c) A amplitude. d) A intensidade. e) O comprimento de onda. 56 - (UFOP MG/1996) I. Uma pessoa bate na tecla e um piano que corresponde à nota lá padrão (veja figura). Sabendo-se que a velocidade do som no ar a 20ºC é de 340m/s e que na água é de 1450m/s, podemos afirmar que: I. O comprimento de onda do som no ar é 7,7cm. II. Para uma pessoa mergulhada numa piscina próxima ao piano, a freqüência do som que atinge essa pessoa é igual à que atinge uma pessoa fora da piscina. III. O comprimento de onda desse som na água é de 3,3m. Se “V” representa VERDADEIRO e “F” representa FALSO, a combinação correta pra as afirmativas I, II e III, respectivamente é: a) F, F, V; b) F, V, F; c) V, F, V; d) V, V, F; e) F, V, V. II. Justifique a resposta acima, mostrando os cálculos. 57 - (UFOP MG/1997) Sobre as ondas sonoras afirmamos que: I. A intensidade do som é uma propriedade relacionada com a amplitude de vibração da onda sonora. Quanto maior a amplitude de vibração, maior a intensidade do som produzido. II. A altura de um som é a propriedade usada para classifica-lo como grave ou agudo e está relacionada com a freqüência. Assim, um som grave tem uma freqüência baixa e um som agudo, uma freqüência alta. III. O timbre é a propriedade do som relacionada com a forma das ondas sonoras e depende da fonte que emite o som. A. Marque: a) se e somente se (I) for correta. b) se e somente se (II) for correta. c) se somente (I) e (II) forem corretas. d) se somente (II) e (III) foram corretas. e) se (I), (II) e (III) forem corretas. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica B. A faixa de freqüências audíveis da sondas sonoras está entre 20Hz e 20000Hz. A velocidade do som no ar é de cerca de 340m/s. Encontre a faixa de comprimento de ondas sonoras audíveis. C. A difração acontece quando uma onda encontra obstáculos ou fendas com dimensões da ordem de grandeza do comprimento da onda sonora. Explique como é possível ouvir a conversa de um recinto com porta semi-aberta, sem contacto visual com as pessoas que estão conversando. 58 - (UFPA/1996) As unidades que nos permitem avaliar, respectivamente, a altura, a intensidade e o nível de intensidade de uma propagação sonora são o a) hertz, o watt/m2 e o decibel b) metro, o hertz e o watt/m2 c) metro, o newton e o decibel d) hertz, o newton e o decibel e) hertz, o decibel e o watt/m2 59 - (UFRJ/2001) Um geotécnico a bordo de uma pequena embarcação está a uma certa distância de um paredão vertical que apresenta uma parte submersa. Usando um sonar que funciona tanto na água quanto no ar, ele observa que quando o aparelho está emerso, o intervalo de tempo entre a emissão do sinal e a recepção do eco é de 0,731 s, e que quando o aparelho está imerso, o intervalo de tempo entre a emissão e a recepção diminui para 0,170 s. Calcule: a) A razão Vag/Var entre a velocidade do som na água e a velocidade do som no ar. b) A razão lAg/lAr entre o comprimento de onda do som na água e o comprimento de onda do som no ar. 60 - (UFSC/1993) Um automóvel, cuja buzina emite um som de 1000 Hertz, se move em linha reta e se afasta de um observador fixo. O som percebido pelo observador tem freqüência igual a 850 Hz. Qual é a velocidade do automóvel, em m/s? (Considerar: vsom = 340 m/s) 61 - (UFSC/1996) Verifique quais das proposições abaixo são corretas e marque no cartão–resposta a soma dos valores obtidos. 01. O som é constituído por ondas mecânicas longitudinais. 02. As ondas mecânicas propagam–se nos meios sólidos, líquidos e gasosos. 04. Uma onda sonora não se propaga no vácuo. 08. A luz muda a direção de sua propagação, quando passa de um meio para outro com diferente índice de refração. 16. Tanto a luz quanto o som são ondas eletromagnéticas. 62 - (ITA SP/2004) Dois tubos sonoros A e B emitem sons simultâneos de mesma amplitude, de freqüências Af 150 Hz e Bf 155Hz, respectivamente. a) Calcule a freqüência do batimento do som ouvido por um observador que se encontra próximo aos tubos e em repouso em relação aos mesmos. b) Calcule a velocidade que o tubo B deve possuir para eliminar a freqüência do batimento calculada no item a), e especifique o sentido desse movimento em relação ao observador. 63 - (UNICAMP SP/1997) É usual medirmos o nível de uma fonte sonora em decibéis (dB). O nível em dB é relacionado à intensidade I da fonte pela fórmula: Nível sonoro (dB) = 0I/I10log10 , onde I0 = 10 -12 W / m2 é um valor padrão de intensidade muito próximo do limite de audibilidade humana. Os níveis sonoros necessários para um pessoa ouvir variam de indivíduo para indivíduo. No gráfico abaixo estes níveis estão representados em função da freqüência do som para dois indivíduos, A e B. O nível sonoro acima do qual um ser humano começa a sentirdor é aproximadamente 120 dB, independentemente da freqüência. B 10000100010010 0 20 40 60 80 100 120 A Frequência em (Hz) N ív el so no ro (d B) Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica a) Que freqüências o indivíduo A consegue ouvir melhor que o indivíduo B? b) Qual a intensidade I mínima de um som (em W / m2) que causa dor em um ser humano? c) Um beija-flor bate as asas 100 vezes por segundo, emitindo um ruído que atinge o ouvinte com um nível de 10 dB. Quanto a intensidade I deste ruído precisa ser amplificado para ser audível pelo indivíduo B? 64 - (UNICAMP SP/1997) A velocidade do som no ar é de aproximadamente 330 m/s. Colocam-se dois alto-falantes iguais, um defronte ao outro, distanciados 6,0 m, conforme a figura abaixo. Os alto-falantes são excitados simultaneamente por um mesmo amplificador com um sinal de freqüência de 220 Hz. 220Hz 220Hz 6m Pergunta-se: a) Qual é o comprimento de onda do som emitido pelos alto-falantes? b) Em que pontos do eixo, entre os dois alto- falantes, o som tem intensidade máxima? 65 - (UNESP/2001) A freqüência de uma corda vibrante fixa nas extremidades é dada pela expressão T2 n .f , onde n é um número inteiro, é o comprimento da corda, T é tensão à qual a corda está submetida e é a sua densidade linear. Uma violinista afina seu instrumento no interior de um camarim moderadamente iluminado e o leva ao palco, iluminado por potentes holofotes. Lá, ela percebe que o seu violino precisa ser afinado novamente, o que costuma acontecer habitualmente. Uma justificativa correta para esse fato é que as cordas se dilatam devido ao calor recebido diretamente dos holofotes por a) irradiação, o que reduz a tensão a que elas estão submetidas, tornando os sons mais graves. b) condução, o que reduz a tensão a que elas estão submetidas, tornando os sons mais agudos. c) irradiação, o que aumenta a tensão a que elas estão submetidas, tornando os sons mais agudos. d) irradiação, o que reduz a tensão a que elas estão submetidas, tornando os sons mais agudos. e) convecção, o que aumenta a tensão a que elas estão submetidas, tornando os sons mais graves. 66 - (UNESP/2001) O gráfico da figura indica, no eixo das ordenadas, a intensidade de uma fonte sonora, I, em watts por metro quadrado (W/m2), ao lado do correspondente nível de intensidade sonora, , em decibéis (dB), percebido, em média, pelo ser humano. No eixo das abscissas, em escala logarítmica, estão representadas as freqüências do som emitido. A linha superior indica o limiar da dor – acima dessa linha, o som causa dor e pode provocar danos ao sistema auditivo das pessoas. A linha inferior mostra o limiar da audição – abaixo dessa linha, a maioria das pessoas não consegue ouvir o som emitido. limiar da cor limiar da audição 10 20 40 100 200 400 1000 4000 10000 20000 0 20 40 60 80 100 20010 0 10 -2 10 -4 10 -6 10 -8 10 -10 10 -12 in te ns id ad e (W /m )² N ív el d e in te ns id ad e (d B ) Frequência (Hz) Música Suponha que você assessore o prefeito de sua cidade para questões ambientais. a) Qual o nível de intensidade máximo que pode ser tolerado pela municipalidade? Que faixa de freqüências você recomenda que ele utilize para dar avisos sonoros que sejam ouvidos pela maior parte da população? b) A relação entre a intensidade sonora, I, em W/m2, e o nível de intensidade, , em dB, é = 10 . log 0I I , onde I0 = 10–12 W/m2. Qual a intensidade de um som, em W/m2, num lugar onde o seu nível de intensidade é 50 dB? Consultando o gráfico, você confirma o resultado que obteve? 67 - (UNIFOR CE/2006) Acerca da natureza e das propriedades do som, assinale a alternativa correta. a) O som pode se propagar no vácuo. b) As ondas sonoras são transversais. c) A intensidade sonora denomina-se altura. d) O comprimento de onda e a freqüência sonora se alteram quando o som passa a se propagar em outro meio. e) O timbre permite distinguir uma mesma nota musical emitida por dois instrumentos diferentes. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 68 - (USP SP/1983) Dois trens dotados de apitos idênticos, encontram-se em movimento em dois trechos diferentes de uma mesma estrada de ferro. Um observador estacionário, localizado entre os dois trens, encontra- se ao alcance do som dos apitos de ambos. Se os trens trilaram os apitos simultaneamente, o observador ouvirá um som: a) sempre mais agudo que o produzido pelos trens; b) sempre mais grave que o produzido pelos trens; c) mais grave se os trens estiverem se aproximando dele; d) mais grave se os trens estiverem se afastando dele. 69 - (OSEC SP) Uma fonte sonora que emite um som de freqüência f se aproxima de um observador parado com velocidade u. A velocidade do som é V. A freqüência f’ recebida pelo observador é: a) uV Vf'f b) uV Vf'f c) V uVf'f d) V uV'f e) n.d.a 70 - (PUCCAMP SP) Uma fonte sonora em repouso, situada no ar em condições normais de temperatura e pressão, emite a nota lá1 (freqüência de 440 Hz). Um observador, movendo-se sobre uma reta que passa pela fonte, escuta a nota lá2 (freqüência 880 Hz). Supondo a velocidade de propagação do som no ar, 340 m/s, podemos afirmar que o observador: a) aproxima-se da fonte com velocidade de 340 m/s; b) afasta-se da fonte com velocidade 340 m/s; c) aproxima-se da fonte com velocidade 640 m/s; d) afasta-se da fonte com velocidade 640 m/s; e) aproxima-se da fonte com velocidade 880 m/s. 71 - (UNIFESP SP/2007) O gráfico representa a profundidade (y) no mar em função da velocidade do som (v). A freqüência do som é de 3000 Hz; essa curva é válida para condições determinadas de pressão e salinidade da água do mar. a) Nessas condições, faça uma avaliação aproximada do valor mínimo atingido pela velocidade do som no mar e da profundidade em que isso ocorre. b) Desenhe na folha de respostas o esboço do correspondente gráfico profundidade (y) em função do comprimento de onda )( do som. Adote o mesmo eixo e a mesma escala para a profundidade e coloque o comprimento de onda no eixo das abscissas. Represente três valores de )( , escritos com três algarismos significativos. 72 - (ACAFE SC/2001) É difícil ouvir o orador num certo auditório por causa do eco de suas palavras. Uma maneira de corrigir isto é: a) pendurar tapetes nas paredes do auditório. b) instalar um amplificador e alto-falantes. c) pedir silêncio à platéia. d) substituir as janelas do auditório por outras, maiores. e) instalar aparelhos de ar condicionado no auditório. 73 - (ESCS DF/2003) Considere as afirmativas abaixo, relacionadas com o som. I. A onda sonora é uma onda longitudinal que se propaga no vácuo. II. Quando uma onda sonora passa do ar para a água, a sua freqüência não muda. III. O som é tanto mais grave quanto menor for a freqüência da onda sonora que a ele corresponde. Está(ao) correta(s) a(s) afirmativa(s): a) I, apenas b) III, apenas c) II e III, apenas d) II, apenas e) I e III, apenas Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 74 - (FUVEST SP/2003) Uma onda sonora plana se propaga, em uma certa região do espaço, com velocidade V = 340m/s, na direção e sentido do eixo y, sendo refletida por uma parede plana perpendicular à direção de propagação e localizada à direita da região representada no gráfico a seguir. As curvas I e R desse gráfico representam, respectivamente, para as ondas sonoras incidente e refletida, a diferença entre a pressão P e a pressão atmosférica P0, (P – P0), em função da coordenada y, no instante t = 0. As flechas indicam o sentido de propagação dessas ondas. a) Determine a freqüência f da onda incidente. b) Represente, com caneta, no gráfico a seguir, a curva de P – P0, em função de y, no instante t =0, para a onda sonora resultante da superposição, nesta região do espaço, das ondas incidente e refletida. (Represente ao menos um ciclo completo). c) Uma pessoa caminhando lentamente ao longo da direção y percebe, com um de seus ouvidos (o outro está tapado), que em algumas posições o som tem intensidade máxima e em outras tem intensidade nula. Determine uma posição y0 e outra ym, do ouvido, onde o som tem intensidade nula e máxima, respectivamente. Encontre, para a onda resultante, o valor da amplitude Am, de P – P0, em pascals, na posição ym. 75 - (ITA SP/2003) Uma onda acústica plana de 6,0 kHz, propagando-se no ar a uma velocidade de 340 m/s, atinge uma película plana com um ângulo de incidência de 60º. Suponha que a película separa o ar de uma região que contém o gás CO2, no qual a velocidade de propagação do som é de 280 m/s. Calcule o valor aproximado do ângulo de refração e indique o valor da freqüência do som no CO2. 76 - (PUC PR/2006) Alguns animais, como o golfinho e o morcego, possuem radares biológicos que funcionam como sonares, e se orientam pelos ecos dos sons que emitem. O morcego, por exemplo, emite ultra-sons cujos comprimentos de onda sejam aproximadamente igual ao comprimento do inseto, e que são refletidos informando a existência e a posição exata do inseto ao morcego. Se os morcegos emitem um chilro a uma freqüência de 60.103 Hz e se a velocidade do som no ar é de 340m/s, qual é, aproximadamente, o menor inseto que o morcego pode detectar? a) 5,7 mm b) 68 mm c) 0,77 mm d) 8,4 mm e) 20,4 mm 77 - (MACK SP/2001) Uma onda sonora de comprimento de onda 68 cm se propaga no ar com velocidade de 340 m/s. Se esse som se propagar na água, ele terá a freqüência de: a) 600 Hz b) 500 Hz c) 400 Hz d) 300 Hz e) 200 Hz 78 - (UEPB/2003) De acordo com os conceitos estudados em Ondas, analise as proposições a seguir, escrevendo V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas, respectivamente: ( ) O som de uma sirene de fábrica alcança um operário 6 s após ter começado a tocar. Se a distância entre o operário e a sirene é de 48000 comprimentos de ondas do som emitido, pode-se afirmar que a freqüência do som é 8000 Hertz. ( ) Se um observador está parado, a freqüência da buzina de automóvel que passa por ele aumenta quando o carro se aproxima e diminui quando o carro se afasta. ( ) Uma corda de violão vibrando gera uma onda sonora que caminha com velocidade média de 340 m/s e vibra com freqüência de 480 Hz. Pode-se afirmar que o comprimento da onda sonora que será propagado no ar é de 0,50 m. ( ) Ao se tocar no piano uma escala musical do som mais agudo ao mais grave, pode-se afirmar que, as ondas sonoras sofrem uma diminuição de amplitude. Assinale a alternativa que corresponde à seqüência correta: a) FVFV b) VFVF c) VVFF d) VFVF e) FVFV Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 79 - (UFMT/2002) A intensidade sonora mais baixa que o ouvido humano consegue captar é I0 = 10-12 W/m2, chamada de Limiar de Audibilidade. Tal grandeza também pode ser expressa numa escala logarítmica, através do conceito de Nível Sonoro, segundo a expressão: 0I Ilog10Ns onde I é a intensidade do som e Ns é dado em decibéis (db). A partir dessas informações, julgue os itens. 00. Quando I = I0, o nível sonoro é 10 db. 01. Considerando que a intensidade sonora em uma conversa normal é 10-7 W/m2, o nível sonoro correspondente é 50 db. 02. I tem unidade de fluxo de energia. 03. Considerando que a um metro de uma fonte pontual de som o nível sonoro seja N, a 10 metros, o nível será N/10. 80 - (UFRN/2001) Quando falamos, o som produzido é um exemplo de um tipo de onda mecânica longitudinal que se propaga no ar. Por outro lado, quando jogamos uma pedra na água contida em um tanque, a onda produzida é um exemplo de um tipo de onda mecânica transversal que se propaga na superfície da água. O que distingue onda mecânica longitudinal de onda mecânica transversal é a) o fato de apenas uma dessas ondas estar sujeita ao fenômeno de interferência. b) o fato de apenas uma dessas ondas estar sujeita ao fenômeno de difração. c) a direção em que o meio de propagação vibra enquanto cada uma das ondas passa por ele. d) a direção do plano de polarização de cada uma das ondas enquanto elas se propagam no meio. 81 - (EFEI/2005) Assinale a alternativa incorreta: a) Quando um observador se aproxima de uma fonte sonora fixa, a freqüência do som ouvido é maior do que aquela percebida pelo observador ao se afastar da fonte. b) Quando uma onda passa de um meio para outro, a sua velocidade de propagação e o seu comprimento de onda se alteram, mas a freqüência se mantém constante. c) Conseguimos distinguir uma mesma nota musical emitida por dois instrumentos musicais diferentes, pelo fato de ela apresentar alturas diferentes. d) As ondas apresentam a capacidade de contornar obstáculos durante a sua propagação, desde que estes tenham dimensões comparáveis ao comprimento de onda. Esse fenômeno é chamado de difração. 82 - (UnB DF/2003) As fotos abaixo mostram a sala de concertos Symphony Hall, em Boston, nos EUA. Essa sala de concertos, inaugurada em 1900, foi planejada pelo físico Wallace C. Sabine, um pioneiro da Acústica. Durante um espetáculo, ondas sonoras produzidas pelos artistas chegam aos espectadores por meio do transporte de energia. Em uma sala de concertos, elas podem ir diretamente ao espectador ou refletir- se nas paredes e no teto antes de atingi-lo. Em relação a esse tema e considerando o módulo da velocidade de uma onda sonora no ar igual a 343 m/s, julgue os itens a seguir. Interior do Symphony Hall, Boston, EUA Fachada externa do Symphony Hall 01. A direção de propagação de uma onda sonora é a mesma em que o ar vibra durante a passagem da onda. 02. A freqüência de uma onda sonora refletida nas paredes de uma sala de concertos é diferente da freqüência de onda incidente. 03. Caso uma onda sonora de freqüência igual a 343 Hz encontre uma janela aberta, de formato circular e de diâmetro igual a 1 m, ao atravessá-la, a onda será refratada. 04. Supondo que a Symphony Hall tenha uma janela aberta e que a densidade do ar na parte interna da sala diferente da densidade do ar fora dela, então uma onda sonora terá seu comprimento de onda alterado ao transpor essa janela. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 83 - (UNESP/2003) Em um exame de audiometria, uma pessoa foi capaz de ouvir freqüências entre 50Hz e 3kHz. Sabendo-se que a velocidade do som no ar é 340m/s, o comprimento de onda correspondente ao som de maior freqüência (mais agudo) que a pessoa ouviu foi: a) 3 x 10–2cm. b) 0,5cm. c) 1,0cm. d) 11,3cm. e) 113,0cm. 84 - (UNIRIO RJ/2003) Em 1929, o astrônomo Edwin Hubble descobriu a expansão do Universo, quando observou que as galáxias afastam-se de nós em grandes velocidades. Os cientistas puderam chegar a essa conclusão analisando o espectro da luz emitida pelas galáxias, uma vez que ele apresenta desvios em relação às freqüências que as galáxias teriam, caso estivessem paradas em relação a nós. Portanto, a confirmação de que o Universo se expande está associada à (ao): a) Lei de Ohm. b) Efeito Estufa. c) Efeito Joule. d) Efeito Doppler. e) Lei de Coulomb. 85 - (UFBA/2007) Existe, no mercado, um produto denominado “trena sônica a laser”, cujo fabricante, nos detalhes técnicos, adverte que “o apontador laser serve apenas como mira para indicar o ponto em relação ao qual se quer medir a distância”. Identifique o fenômeno físico que está associado à medida efetuada por essa trena e — considerando a velocidade do som igual a 340m/s — indique o que efetivamente está sendo medido quando o visor do aparelho registrar a distância igual a 20 metros. 86 - (UNIFOR CE/2002) Quando uma ambulânciase desloca em relação a um observador, para este o som da sirene torna-se mais agudo quando ela se aproxima e mais grave quando ela se afasta. Isso ocorre porque o observador recebe uma onda sonora de ...... diferente daquela produzida pela sirene. A expressão que completa corretamente a lacuna do texto é: a) volume. b) amplitude. c) freqüência. d) intensidade. e) velocidade de propagação. 87 - (UDESC/2006) O som emitido pela buzina de um carro soa diferente aos nossos ouvidos quando ocorre afastamento e quando ocorre aproximação entre o carro e nós. Para o motorista do carro, essas diferenças não acontecem. Se f é a freqüência do som ouvido pelo motorista; f1 a freqüência ouvida por nós na aproximação, e f2 a freqüência ouvida por nós no afastamento, então: a) f1 < f < f2 b) f1 > f > f2 c) f1 < f > f2 d) f > f1 = f2 e) f = f1 > f2 88 - (UFMS/2004) Duas fontes de luz puntiformes de 160W e 90W, separadas por uma distância de 70cm, estão dispostas conforme figura ao lado. É correto afirmar que: 01. sobre o eixo (x), as duas fontes são capazes de gerar a mesma intensidade de luz nos pontos de abscissa x = 40cm e x = 280cm. 02. sobre o eixo (x), as duas fontes são capazes de gerar a mesma intensidade de luz somente no ponto de abscissa x = 40cm. 04. as frentes de ondas emitidas pelas duas fontes serão cilíndricas. 08. a intensidade de luz da fonte de 160W será sempre maior do que a intensidade de luz da fonte de 90W. 16. invertendo de posição as duas fontes, sobre o eixo (x), elas seriam capazes de gerar a mesma intensidade de luz nos pontos de abscissa x = 30cm e x = –210cm. 89 - (UFMS/2007) Uma das formas utilizadas para rastreamento de animais em seu habitat pelos biólogos (observador), consiste em implantar nesses animais fontes emissoras de ondas eletromagnéticas com freqüências e intensidades pré-estabelecidas. Essas fontes, implantadas nos animais, emitem ondas eletromagnéticas ininterruptamente; assim, os biólogos podem rastrear os animais, em seu habitat, por meio de receptores com antenas que captam os sinais eletromagnéticos, possibilitando identificar a distância em que os animais se encontram, seus movimentos etc. Com relação aos fenômenos Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica relacionados com a propagação de ondas, é correto afirmar: 01. Para uma fonte ondulatória puntiforme, a intensidade da onda varia inversamente à distância da fonte ao quadrado. 02. A variação da freqüência da onda, devido ao movimento relativo entre fonte e observador, é um fenômeno ondulatório chamado efeito Doppler. 04. Quando uma fonte se afasta do observador, a freqüência da onda medida por ele é menor que a freqüência emitida pela fonte. 08. À medida que os animais se afastam do observador, com as fontes ligadas num mesmo meio, a velocidade de propagação da onda diminui. 16. Quando duas fontes emitem ondas de mesma freqüência, e ambas se aproximam do observador, em sentido contrário, na mesma reta que une as duas fontes, a freqüência das vibrações que chegam até o observador se anula. 90 - (UEG GO/2007) Alguns medidores eletrônicos de velocidade funcionam como qualquer radar: emite-se uma onda eletromagnética e capta-se o eco desta onda refletida pelo alvo. Quando a onda eletromagnética encontra um alvo em movimento, ela tem sua freqüência ligeiramente alterada. A diferença entre as freqüências emitida e refletida será traduzida pelo decodificador no radar como um valor de velocidade absoluta do alvo, haja vista que o emissor-receptor do radar está parado. Acerca do texto acima e dos princípios físicos envolvidos, julgue a validade das afirmações abaixo. I. A velocidade do alvo é calculada com base no efeito Doppler. II. Quanto maior a diferença de freqüência entre os sinais emitido e recebido pelo radar, menor será a velocidade do móvel. III. A Polícia Rodoviária Federal utiliza um radar que emite uma freqüência de 109 hertz (microondas) e capta uma diferença entre as freqüências emitida e recebida de 80 hertz, indicando que a velocidade do automóvel é de 24 m/s. Dado: velocidade da luz igual a 3.108 m/s Assinale a alternativa CORRETA: a) Apenas as afirmações I, III são verdadeiras. b) Apenas as afirmações I, II são verdadeiras. c) Apenas as afirmações II e III são verdadeiras. d) Todas as afirmações são verdadeiras. 91 - (FMTM MG/2004) Analise o texto sob o ponto de vista de um único ouvinte que produz e recebe o reflexo dos sons por ele gerados. A ___________ do som ocorre quando a diferença entre os instantes de recebimento de dois sons é menor que 0,1 s. Já o ______________ do som ocorre quando a diferença entre os instantes de recebimento do som refletido e do som direto é praticamente nula. E por fim, o _____________ ocorre quando os dois sons, direto e refletido, são recebidos num intervalo de tempo superior a 0,1 s. As palavras que completam, correta e respectivamente, as lacunas são: a) reverberação ... reforço ... eco b) fonte ... eco ... período c) interferência ... reforço ... comprimento de onda d) intensidade ... timbre ... comprimento de onda e) refração ... nível sonoro ... eco 92 - (UEPB/2007) Em 1843, o físico austríaco Johann Christian A. Doppler (1803-1853) mostrou que as variações de freqüência, causadas pelo movimento da fonte e do receptor, ocorrem com qualquer tipo de onda (sonora, luminosa, onda na água, etc.). Por esse motivo, notabilizou-se por ter descoberto o efeito físico que levou seu nome - Efeito Doppler. Considere este efeito, aplicado às seguintes situações: um automóvel está parado em relação a uma pessoa-observador (conforme a figura) e o motorista toca a buzina continuamente com uma freqüência f. Posteriormente, o carro move-se a uma velocidade constante, aproxima-se de um observador parado a sua frente e afasta-se deste com a mesma velocidade. Com base nestas informações, assinale a alternativa correta: a) A freqüência da buzina do automóvel que passa pelo observador aumenta quando o carro se aproxima e diminui quando o carro se afasta. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica b) O observador receberá a onda sonora de maior comprimento de onda (menor freqüência), isto é, um som mais grave, quando o carro se aproxima. c) A freqüência do som percebida pelo observador é igual à freqüência real emitida pela buzina (fonte), quando esta se movimenta. d) A freqüência da buzina do automóvel que passa pelo observador diminui quando o carro se aproxima e aumenta quando o carro se afasta. e) O observador receberá a onda sonora de menor comprimento de onda (maior freqüência), isto é, um som mais agudo, quando o carro se afasta. 93 - (FMTM MG/2004) Conhecida pelo nome de seu idealizador, a sonda de Behm determinava com precisão a profundidade do leito oceânico. Consistia em um cartucho explosivo que era detonado na água, em um dos lados do casco do navio. O abalo produzido, propagando-se na água, atingia o leito do mar e refletia-se para a superfície onde, do outro lado da embarcação, um microfone protegido do som inicial pelo casco do navio recolhia o eco proveniente do fundo. Um navio em águas oceânicas, após detonar uma sonda, registra o eco 1,2 s após a detonação. Sabendo-se que a velocidade de propagação do som na água do mar é 1,4 × 103 m/s, a profundidade local do leito é, aproximadamente, em m, a) 260. b) 420. c) 840. d) 1 260. e) 1 680. 94 - (FUVEST SP/2003) Uma onda sonora considerada plana, proveniente de uma sirene em repouso, propaga-se no ar parado, na direção horizontal, com velocidade V igual a 330m/s e comprimento de onda igual a 16,5cm. Na região em que a onda está se propagando, um atleta corre, em uma pista horizontal, com velocidade U igual a 6,60m/s, formando um ângulo de 60º com a direção de propagação da onda. O som que o atleta ouve tem freqüênciaaproximada de: U V 60º frentes de onda a) 1960 Hz b) 1980 Hz c) 2000 Hz d) 2020 Hz e) 2040 Hz 95 - (UFOP MG/2007) O som e a luz são fenômenos de natureza ondulatória. Considerando essa informação, assinale a alternativa incorreta: a) O som é uma onda mecânica, longitudinal, que se propaga em um meio material sólido líquido ou gasoso. b) A luz é uma onda eletromagnética, transversal, que se propaga no vácuo com velocidade c = 3 x 108 m /s. c) Quando a luz passa de um meio para outro, a sua freqüência se modifica. d) Um som de pequena freqüência é grave e um som de grande freqüência é agudo. 96 - (UFPA/2007) Num show da Banda “Amor Perfeito”, uma caixa de som emite ondas sonoras de potência constante P. Um espectador que está localizado a uma distância do palco é submetido a um nível de intensidade sonora de 100 dB, enquanto um segundo espectador, que está na distância do palco, é submetido a um nível de intensidade sonora igual a 60 dB. Admitindo que a caixa de som possa ser considerada como fonte puntiforme para esses espectadores, pode-se afirmar que a relação entre r1 e r2 será a) 10−1 b) 102 c) 103 d) 104 e) 105 Admita que o nível de intensidade sonora seja expresso por: 0I 1log10 , onde I é a intensidade sonora que é definida por API (potência por unidade de área) e 2 W/m120 10I representa a intensidade sonora no limiar de audição. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 97 - (UFRN/2007) Um maestro divertia-se com o seu filho no carrossel de um parque de diversões enquanto o alto-falante do parque tocava uma música. Tendo o ouvido muito sensível a variações de freqüências, o maestro percebeu que, enquanto o carrossel girava, os sons emitidos pelo alto-falante se tornavam mais graves ou mais agudos, dependendo da posição do carrossel. A figura a seguir representa o alto-falante do parque e o carrossel girando nas suas proximidades. Nela, são indicados os pontos I, II, III e IV; em dois desses pontos, o maestro percebeu mudanças na freqüência do som emitido. O maestro percebeu que o som era mais grave e mais agudo, respectivamente, nos pontos a) II e IV. b) II e III. c) I e IV. d) I e III. 98 - (PUC RS/2005) Para a percepção inteligível de dois sons consecutivos, o intervalo de tempo entre os mesmos deve ser igual ou maior que 0,100s. Portanto, num local onde a velocidade de propagação do som no ar é de 350m/s, para que ocorra eco, a distância mínima entre uma pessoa gritando seu nome na direção de uma parede alta e a referida parede deve ser de a) 17,5m b) 35,0m c) 175m d) 350m e) 700m 99 - (UEM PR/2004) Identifique o que for correto sobre ondas sonoras. 01. A velocidade com que uma onda sonora se propaga no ar, a 20ºC, vale 1.200 km/h. 02. A altura de um som é caracterizada pela freqüência da onda sonora a ele associada. 04. A intensidade de um som depende diretamente da quantidade de energia transportada pela onda sonora a ele associada, ou seja, depende da amplitude de tal onda. 08. Considere uma onda longitudinal produzida pela vibração de uma lâmina no ar. Se a freqüência de tal onda for maior do que 20 hertz e menor do que 20.000 hertz, ela não conseguirá transmitir sensação sonora alguma aos nossos ouvidos. 16. O som de uma sirene de fábrica alcança um operário 6 s após ter começado a tocar. Se a distância entre o operário e a sirene é de 48.000 comprimentos de onda do som emitido, pode-se afirmar que a freqüência do som é 8 x 103 hertz. 32. Sabe-se que a velocidade do som na água é cerca de quatro vezes a velocidade do som no ar. Portanto, quando o som passa do ar para a água, sua freqüência fica quatro vezes maior. 64. A freqüência do apito de uma locomotiva é de 1.000 hertz. Se a locomotiva, apitando, aproxima- se, com uma velocidade de 40 km/h, de uma pessoa parada na estação, tal pessoa ouvirá um som com freqüência maior do que 1.000 hertz. 100 - (PUC SP/2006) Observe na tabela a velocidade do som ao se propagar por diferentes meios. Suponha uma onda sonora propagando-se no ar com freqüência de 300 Hz que, na seqüência, penetre em um desses meios. Com base nisso, analise as seguintes afirmações: I. Ao passar do ar para a água, o período da onda sonora diminuirá. II. Ao passar do ar para a água, a freqüência da onda aumentará na mesma proporção do aumento de sua velocidade. III. O comprimento da onda sonora propagando- se no ar será menor do que quando ela se propagar por qualquer um dos outros meios apresentados na tabela. Somente está correto o que se lê em a) I b) II c) III d) I e II e) II e III Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 101 - (FMTM MG/2005) Uma onda sonora apresenta freqüência f1 e comprimento de onda 1 quando atravessa a extensão de uma barra metálica e homogênea. Essa mesma onda sonora, ao propagar-se no ar, o faz com velocidade menor, apresentando comprimento de onda: a) menor do que 1 e freqüência igual a f1. b) menor do que 1 e freqüência menor do que f1. c) maior do que 1 e freqüência igual a f1. d) maior do que 1 e freqüência menor do que f1. e) maior do que 1 e freqüência maior do que f1. 102 - (UNICAMP SP/2007) O nível sonoro S é medido em decibéis (dB) de acordo com a expressão 0I Ilog )dB10(S , onde I é a intensidade da onda sonora e I0 = 10–12 W/m2 é a intensidade de referência padrão correspondente ao limiar da audição do ouvido humano. Numa certa construção, o uso de proteção auditiva é indicado para trabalhadores expostos durante um dia de trabalho a um nível igual ou superior a 85 dB. O gráfico abaixo mostra o nível sonoro em função da distância a uma britadeira em funcionamento na obra. a) A que distância mínima da britadeira os trabalhadores podem permanecer sem proteção auditiva? b) A freqüência predominante do som emitido pela britadeira é de 100 Hz. Sabendo-se que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, qual é o comprimento de onda para essa freqüência? c) Qual é a intensidade da onda sonora emitida pela britadeira a uma distância de 50 m? 103 - (ITA SP/2005) São de 100 Hz e 125 Hz, respectivamente, as freqüências de duas harmônicas adjacentes de uma onda estacionária no trecho horizontal de um cabo esticado, de comprimento = 2 m e densidade linear de massa igual a 10 g/m (veja figura). Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, a massa do bloco suspenso deve ser de: a) 10 kg b) 16 kg c) 60 kg d) 102 kg e) 104 kg 104 - (UDESC/2005) Em um exame de audiometria, uma pessoa foi capaz de ouvir freqüência entre 30 Hz e 2 KHz. Sabendo-se que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, o comprimento de onda correspondente ao som de maior freqüência (mais agudo) que a pessoa ouviu foi: a) 17,0 cm b) 0,170 cm c) 170,0 cm d) 11,3 cm e) 0,113 cm 105 - (UEG GO/2006) O eco é um som refletido por um objeto distante, tal como uma parede ou um monte. Explique como uma pessoa pode determinar a distância entre ela e o objeto medindo o tempo até ouvir o eco? 106 - (FCM MG/2012) Uma ambulância passa com a sirene ligada por uma pessoa parada na calçada de uma rua. À medida que a ambulância se afasta da pessoa, as características do som ouvido por ela são: a) diminuição apenas da altura. b) diminuição da altura e do timbre. c) diminuição da amplitude e da altura. d) diminuição da amplitude e do timbre. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 107 - (UEPB/2006) No nosso cotidiano deparamo-nos com expressões, tais como: “Dá pra baixar este som? O volume está muito alto!”, em que a terminologia usada e atribuída a certos acontecimentos contradiz a ciência. Atentando-se ao uso correto de expressões científicas no que se refere às propriedades físicas do som, utilize F para falso e V paraverdadeiro, nas seguintes proposições: ( ) a intensidade está relacionada à fonte que produz o som; ( ) um som com 500Hz de freqüência é mais grave que outro com 700Hz de freqüência; ( ) o timbre é a propriedade que caracteriza um som ser produzido por vários “ objetos sonoros”, dos mais diversos materiais e formas, e isso gera sons diferentes; ( ) um determinado som pode ser mais alto (agudo) ou mais baixo (grave). A propriedade física responsável por esta diferenciação é a altura; ( ) a altura é a força, volume ou amplitude de um som. Assinale a alternativa que corresponde à seqüência correta: a) F V V F F b) F V F V F c) F V V V F d) V F F V V e) V V V F F 108 - (UEG GO/2005) A rigor, todo o processo de ultra-sonografia utiliza o eco. São as ondas ultra-sônicas refletidas que mostram como está o feto no ventre da mãe ou detectam falhas internas em estruturas metálicas. No entanto, o equipamento que utiliza o eco na forma mais tradicional, com propagação de ondas sonoras na água, é o sonar. O funcionamento é simples: o navio emite a onda sonora em direção ao fundo do mar e, a partir do eco dessa onda, obtém informações ou mapeia o fundo do mar. O ramo da física que estuda os sons é a acústica. GASPAR. A. Física. Ondas, ópticas e termologia, São Paulo: Ática, p. 74. Com base em seus conhecimentos no campo da acústica, assinale a alternativa INCORRETA: a) O eco caracteriza-se pela percepção distinta do mesmo som emitido e refletido. b) O tempo em que o som permanece audível no ambiente é denominado de tempo de reverberação. c) A velocidade do som na água é de 340 km/s. d) O ouvido humano só consegue distinguir dois sons quando o intervalo de tempo entre eles for no mínimo de 0,1 segundo. e) O som tem várias propriedades ondulatórias. 109 - (UEPG PR/2005) Assinale as alternativas corretas: 01. A energia potencial não pode ser transformada em outro tipo de energia. 02. As ondas eletromagnéticas são visíveis aos nossos olhos entre o infravermelho e o ultravioleta do espectro eletromagnético. 04. Num circuito elétrico, o interruptor de uma lâmpada é ligado em série. 08. Temperatura é uma forma de energia. 16. Para que o som se propague, é necessário um meio material. 32. Em dois meios distintos e transparentes, a velocidade da luz é constante. 110 - (UFAM/2005) Um estudante, querendo medir a massa M de um bloco e não dispondo de uma balança, decidiu praticar o que aprendera na aula sobre cordas vibrantes. Para isto, fixou com um prego a extremidade A de um fio de aço muito fino e na extremidade livre C pendurou o corpo com massa desconhecida M, depois de passar o fio por uma polia em B, cuja distância ABd era ajustável (ver figura). Fazendo m1d , dedilhou a corda e ouviu um som com uma dada freqüência f. Acostumado a “afinar” violão, o estudante então substituiu a massa M por um pacote de açúcar de 1kg e passou a dedilhar a corda, variando a distância d, até conseguir a mesma freqüência f ouvida anteriormente, o que ocorreu para m25,0d . Pode-se afirmar que a massa M do bloco vale: a) 8kg. b) 10kg. c) 4kg. d) 16kg. e) 12kg. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 111 - (UFMT/2005) A figura mostra a formação do cone sonoro. Os pontos A e B representam as posições do avião (fonte sonora) em dois instantes, t1 e t2, respectivamente. No instante t2, as linhas BC e BC´ são as frentes de onda do estrondo sonoro e a circunferência que passa por C e C´, com centro em A, representa a frente de onda do som produzido pela fonte sonora em A. A partir das informações dadas, assinale a afirmativa INCORRETA. a) A velocidade da fonte sonora é maior que a do som b) O som recebido em R, no instante t2, é mais agudo que o produzido pela fonte c) O som captado por um observador em S, no instante t2, é mais grave que o produzido pela fonte d) Observadores sobre as linhas BC e BC´ ouvem o estrondo sonoro e) A velocidade do avião e o ângulo θ são inversamente proporcionais 112 - (UFPE/2005) O intervalo de freqüências do som audível é de 20 Hz a 20 kHz. Considerando que a velocidade do som no ar é aproximadamente 340 m/s, determine o intervalo correspondente de comprimentos de onda sonora no ar, em m. a) 2,5 x 103 a 2,5 b) 5,8 x 103 a 5,8 c) 8,5 x 103 a 8,5 d) 17 x 103 a 17 e) 37 x 103 a 37 113 - (UFRN/2005) Afinar a corda de um instrumento musical é ajustar a tensão dessa corda até que a freqüência de seu modo fundamental de vibração coincida com uma freqüência predeterminada. Uma forma usual de se afinar um violão consiste em afinar uma das últimas cordas (valendo-se de memória musical ou da comparação com algum som padrão, obtido por meio de um diapasão, piano, flauta, etc.) e usar tal corda para afinar as outras que ficam abaixo dela. (A figura seguinte ilustra em detalhe o braço de um violão). Flavita, acostumada a afinar seu violão, afina inicialmente a corda número 5. Assim, para afinar a corda número 4, ela pressiona a corda 5 entre o quarto e o quinto traste, percute-a, observa se a corda 4 vibra e o quão intensamente vibra em conseqüência desse procedimento. Flavita vai ajustando a tensão na corda 4 e repetindo tal procedimento até que ela vibre com a maior amplitude possível. Quando isso ocorre, essa corda está afinada. Com base no acima exposto, atenda às solicitações seguintes. a) Dê o nome do fenômeno físico que fundamenta esse processo de afinação do violão. b) Com base em seus conhecimentos de acústica, explique como esse fenômeno ocorre no processo de afinação do violão. 114 - (UNIMONTES MG/2005) Para que o cérebro humano consiga distinguir dois sons, é necessário que o segundo som chegue aos nossos ouvidos, após decorrido um tempo mínimo de 0,1 segundo. Para intervalos de tempo menores que esse, o cérebro não distingue os sons, fenômeno conhecido como persistência auditiva. João, Pedro e Maria encontram-se próximos a um obstáculo que produz eco, refletindo a voz das pessoas (veja a figura). João está a 15 m; Pedro, a 20 m; e Maria, a 25 m do obstáculo. Considerando a velocidade do som, no ar, igual a 340 m/s, naquele local, é CORRETO afirmar que: a) apenas Maria ouvirá o eco de sua voz. b) Maria e Pedro ouvirão o eco de suas vozes. c) todos os três ouvirão o eco de suas vozes. d) nenhum deles ouvirá o eco de suas vozes. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 115 - (UNIFEI MG/2005) Assinale a alternativa incorreta: a) Quando um observador se aproxima de uma fonte sonora fixa, a freqüência do som ouvido é maior do que aquela percebida pelo observador ao se afastar da fonte. b) Quando uma onda passa de um meio para outro, a sua velocidade de propagação e o seu comprimento de onda se alteram, mas a freqüência se mantém constante. c) Conseguimos distinguir uma mesma nota musical emitida por dois instrumentos musicais diferentes, pelo fato de ela apresentar alturas diferentes. d) As ondas apresentam a capacidade de contornar obstáculos durante a sua propagação, desde que estes tenham dimensões comparáveis ao comprimento de onda. Esse fenômeno é chamado de difração. 116 - (UNIFOR CE/2005) O som é uma onda longitudinal, que se propaga em meio material, com freqüência compreendida, aproximadamente, entre 20 hertz e 20.000 hertz. Em relação à propagação de ondas sonoras, analise as seguintes afirmações. I. A velocidade de propagação do som em determinado meio material é constante, independente do valor de sua freqüência. II. Uma onda sonora denominada infra-som, com freqüência inferior a 20 hertz, propaga-se com velocidade maior do que outra onda denominada ultra-som, com freqüência superior a 20.000 hertz. III. Ondas sonoras sofrem refração ao passarem de um meio material a outro. É correto o que se afirma SOMENTE em: a) I b) II c) III d)I e III e) II e III 117 - (UNIFESP SP/2006) Para testar o seu equipamento de som, um artista dá um toque no microfone ligado a uma caixa de som localizada a 330 m de distância, em um local em que a velocidade do som é 330 m/s. Pode-se afirmar que o intervalo de tempo entre o toque do artista no microfone e o instante em que o artista ouve o barulho do toque reproduzido pela caixa é, aproximadamente, de a) 1,0 s, independentemente de o microfone ter ou não fio. b) 1,5 s, independentemente de o microfone ter ou não fio. c) 2,0 s, independentemente de o microfone ter ou não fio. d) 2,0 s com microfone sem fio e 1,0 s com microfone com fio. e) 2,0 s com microfone sem fio e um valor entre 1,0 s e 2,0 s com microfone com fio. 118 - (UFMT/2006) Um cardiologista recomenda a um estudante um exame chamado ecocardiograma com Doppler. Do ponto de vista da Física, tal exame consiste na a) reflexão de ondas sonoras, com mudança de freqüência devido ao movimento do coração. b) refração de ondas sonoras, com mudança de velocidade devido ao coração ser um meio diferenciado. c) difração de ondas sonoras, com mudança de velocidade devido ao coração ser um meio diferenciado. d) ressonância de ondas sonoras, com mudança de intensidade devido ao amortecimento das amplitudes. e) interferência de ondas sonoras, com mudança de freqüência devido ao movimento do coração. 119 - (UFRR/2006) Considere uma estrela de uma galáxia distante da nossa e que, mesmo assim, conseguimos observar sua luz usando um potente telescópio. Além disso, essa estrela está-se afastando de nosso planeta com uma velocidade considerável e constante. Em relação à luz que observamos da estrela podemos afirmar que: a) O movimento da estrela não altera em nada o comprimento de onda que observamos da luz emitida pela estrela. b) As estrelas apenas possuem movimento de rotação em torno de seu eixo e não de translação. c) As estrelas não se movem em hipótese nenhuma. d) Há uma mudança no comprimento de onda da luz que observamos devido ao movimento da estrela. e) O comprimento de onda observado da luz da estrela irá depender do tempo de observação da mesma. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 120 - (UNIOESTE PR/2006) Sobre as ondas sonoras, é correto afirmar: 01. A velocidade de propagação de uma onda sonora é maior em líquidos do que em gases. 02. Todas as ondas sonoras apresentam a mesma amplitude de vibração. 04. O eco é causado pela reflexão do som. 08. A onda sonora é uma onda elástica. 16. Um som agudo tem um período menor do que um som grave. 32. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade da potência da onda sonora, a uma distância d da fonte, é o decibel (dB). 64. O Efeito Doppler pode ocorrer para as ondas sonoras, assim como para as ondas eletromagnéticas. 121 - (UNIOESTE PR/2006) Um certo objeto luminoso na via Láctea apresenta para observadores da Terra uma radiação cujo comprimento de onda cada vez mais se aproxima da cor vermelha. Pode-se afirmar que este corpo a) se encontra em repouso em relação à Terra. b) se move em direção à Terra. c) gira em torno da Terra. d) se afasta ainda mais da Terra. e) é um buraco negro. 122 - (EFOA MG/2006) Uma pessoa parada num acostamento de uma rodovia percebe a mudança da freqüência do som de uma buzina de um automóvel que trafega em alta velocidade. O nome deste fenômeno é: a) dispersão. b) efeito Doppler. c) difração. d) interferência. e) reflexão. 123 - (UFAL/2006) João (J) e Maria (M) estão a 40 m de um paredão e separados de 60 m, como representa a figura. Num dado instante, Maria emite um som agudo e João ouve esse som e o eco dele produzido pela reflexão no paredão, com um intervalo de tempo de s 8 1 . Baseando-se nessas medidas, a velocidade do som no local, em m/s, vale a) 310 b) 320 c) 330 d) 340 e) 350 124 - (UFPR/2006) Os morcegos se orientam e encontram suas presas emitindo, de suas narinas, ondas ultra-sônicas e recebendo as ondas refletidas. Para detectar uma presa, na mais completa escuridão, o morcego emite ondas numa certa freqüência fE, que são refletidas pela presa e voltam para ele com outra freqüência fD. O morcego ajusta a freqüência emitida até que a recebida seja de 80 kHz, que corresponde ao máximo de sensibilidade para a audição de um morcego. Dessa forma, ele pode tanto calcular a posição quanto a velocidade da presa. Considerando a velocidade do som no ar igual a 340 m/s, é correto afirmar: a) Se a presa produzir suas próprias ondas ultra- sônicas pode confundir o sistema de detecção do morcego e assim salvar sua vida. b) Ondas ultra-sônicas são ondas sonoras com freqüências mais baixas que as detectadas pelo ouvido humano. c) Se uma mariposa estiver voando de encontro ao morcego, a freqüência detectada pelo morcego será menor que a emitida por ele. d) Para a freqüência de máxima sensibilidade de recepção, o comprimento de onda vale 4,25 m. e) Se o morcego está em repouso e uma mariposa está se afastando dele, do ponto de vista do morcego, o comprimento de onda detectado será menor do que o da onda emitida por ele. 125 - (FFFCMPA RS/2007) Considere as assertivas abaixo, relativas ao efeito Doppler. I. Quando um observador se aproxima de uma fonte sonora em repouso, ele percebe que o som provindo da fonte é mais agudo do que o som percebido pelo mesmo observador em repouso em relação à fonte. II. O ouvido de um observador em repouso recebe ondas sonoras, originadas da sirene de uma ambulância que dele se afasta, com comprimento de onda menor do que quando a ambulância se aproxima do observador. III. Quando uma fonte de ondas sonoras se afasta de um observador em repouso, a freqüência do som percebido é maior do que quando a fonte se encontra em repouso. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica Quais são corretas? a) Apenas I b) Apenas II c) Apenas III d) Apenas I e II e) I, II e III 126 - (PUC RS/2007) Quando uma ambulância se aproxima ou se afasta de um observador, este percebe uma variação na altura do som emitido pela sirene (o som percebido fica mais grave ou mais agudo). Esse fenômeno é denominado Efeito Doppler. Considerando o observador parado, a) o som percebido fica mais agudo à medida que a ambulância se afasta. b) o som percebido fica mais agudo à medida que a ambulância se aproxima. c) a freqüência do som emitido aumenta à medida que a ambulância se aproxima. d) o comprimento de onda do som percebido aumenta à medida que a ambulância se aproxima. e) o comprimento de onda do som percebido é constante, quer a ambulância se aproxime ou se afaste do observador, mas a freqüência do som emitido varia. 127 - (UEM PR/2007) A vibração de um diapasão no ar produz ondas sonoras. Essas ondas são melhor descritas a) como transversais, porque as moléculas de ar vibram paralelamente à direção do movimento da onda. b) como transversais, porque as moléculas de ar vibram perpendicularmente à direção do movimento da onda. c) como longitudinais, porque as moléculas de ar vibram paralelamente à direção do movimento da onda. d) como longitudinais, porque as moléculas de ar vibram perpendicularmente à direção do movimento da onda. e) ora como longitudinais, ora como transversais, pois as moléculas de ar tendem a vibrar tanto perpendicularmente quanto paralelamente à direção do movimento da onda. 128 - (UEPG PR/2008) A respeito de ondas sonoras, assinale o que for correto. 01. As freqüências das ondas sonoras estão compreendidas, na média, entre 20Hz e 20000Hz. 02. O som é uma onda mecânica transversal. 04. O tempo de reverberação corresponde ao intervalo de tempo decorrido entre o instante em que um som é emitido e o instante em que ele deixa de ser ouvido. 08. Timbre do som é a qualidade que nos permite distinguir um somagudo de um som grave. 129 - (UFCG PB/2007) Em relação às ondas sonoras pode-se afirmar o que segue, EXCETO, que a) não podem se propagar na ausência de matéria. b) podem sofrer interferência. c) sua velocidade depende da elasticidade do meio. d) são da mesma natureza das ondas emitidas pelos morcegos para orientação. e) são utilizadas nos radares dos submarinos. 130 - (UFJF MG/2007) Um alarme de segurança, que está fixo, é acionado, produzindo um som com uma freqüência de 735 Hz. Considere a velocidade do som no ar como sendo de 343 m/s. Quando uma pessoa dirige um carro em direção ao alarme e depois se afasta dele com a mesma velocidade, observa uma mudança na freqüência de 78,4 Hz. a) A freqüência ouvida pela pessoa quando ela se aproxima da sirene, é maior ou menor do que ouviria se ela estivesse parada? Justifique. b) Qual é o módulo da velocidade do carro? 131 - (UFJF MG/2007) No passado, durante uma tempestade, as pessoas costumavam dizer que um raio havia caído distante, se o trovão devido a ele fosse ouvido muito tempo depois; ou que teria caído perto, caso acontecesse o contrário. Do ponto de vista da Física, essa afirmação está fundamentada no fato de, no ar, a velocidade do som: a) variar como uma função da velocidade da luz. b) ser muito maior que a da luz. c) ser a mesma que a da luz. d) variar com o inverso do quadrado da distância. e) ser muito menor que a da luz. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 132 - (UFPel RS/2007) Um estudante sentado em um banco na frente de sua escola analisa três eventos relacionados com os conteúdos estudados sobre Ondas Sonoras. I. Um carro está parado com o alarme disparado. II. Um carro de bombeiros que se aproxima da escola com a sirene ligada. III. Um motorista, sem consciência, que se afasta da escola, em alta velocidade, com a buzina permanentemente ligada. De acordo com seus conhecimentos, o Efeito Doppler é percebido pelo estudante no(s) evento(s). a) II e III, e a freqüência aumenta em II e diminui em III. b) I e III, e a freqüência aumenta. c) I e II, e a freqüência diminui. d) I, e a freqüência se mantêm constante. e) II e III, e a freqüência diminui em II e aumenta em III. f) I.R. 133 - (UFMS/2007) Para sentirmos o cheiro de alguma substância, é necessário que algumas moléculas dessa substância sejam inaladas. Se um vidro de amônia for aberto no canto (A) de uma sala fechada (sem vento), e se estivermos em um outro canto (B) diametralmente oposto, levará algum tempo para sentirmos o cheiro de amônia (veja a figura). Com relação ao movimento das moléculas de amônia, que saíram do vidro depois de aberto e estão em equilíbrio térmico com o ambiente, é correto afirmar: 01. A velocidade média das moléculas de amônia é maior que a das moléculas de ar de maior massa molecular que a de amônia. 02. Se colocarmos um alto-falante ligado no canto (A) e atrás do vidro de amônia, de maneira que as frentes de ondas sonoras propaguem para o ponto (B), a velocidade de deslocamento das moléculas de amônia aumentará, porque o som arrastará essas moléculas para o ponto (B) mais rapidamente. 04. A velocidade de agitação das moléculas de amônia, que estão no interior da sala, depende da temperatura da sala. 08. Se houver uma perturbação na pressão em algum ponto no interior da sala, essa perturbação de pressão chegará, simultaneamente, a todos os pontos da sala. 16. A pressão, no interior da sala, está relacionada com a freqüência e a intensidade das colisões entre as moléculas. 134 - (UFSM/2007) Ondas ultra–sônicas são emitidas por uma fonte em repouso em relação ao paciente, com uma frequência determinada. Essas ondas são refletidas por céculas do sangue que se ___________ de um detector de frequências em repouso, em relação ao mesmo paciente. Ao analisar essas ondas refletidas, o detector medirá frequências ________que as emitidas pela fonte. Esse fenômeno é conhecido como _________. Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas. a) afastam – menores – ejeito Joule b) afastam – maiores – efeito Doppler c) aproximam – maiores – efeito Joule d) afastam – menores – efeito Doppler e) aproximam – menores – efeito Tyndal 135 - (UFTM/2007) Na corrida de 100m rasos, o juiz dá a partida por meio de um tiro para o alto, resultado da deflagração de um cartucho desprovido de projétil. O som se propaga pelo ar até as arquibancadas e, após 0,5 s, o juiz ouve o eco do som produzido. Sabendo que a velocidade de propagação do som no ar é de 340 m/s, a distância aproximada que separa o juiz da arquibancada é, em m, a) 80. b) 110. c) 140. d) 170. e) 210. 136 - (ITA SP/2008) Um apreciador de música ao vivo vai a um teatro, que não dispõe de amplificação eletrônica, para assistir a um show de seu artista predileto. Sendo detalhista, ele toma todas as informações sobre as dimensões do auditório, cujo teto é plano e nivelado. Estudos comparativos em auditórios indicam preferência para aqueles em que seja de 30 ms a diferença de tempo entre o som direto e aquele que primeiro chega após uma reflexão. Portanto, ele conclui que deve se sentar a 20 m do artista, na posição indicada na figura. Admitindo a velocidade do som no ar de 340 m/s, a que altura h deve estar o teto com relação a sua cabeça? Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 137 - (UDESC/2008) Um detector sonoro é instalado sobre a linha de chegada do autódromo de Interlagos, em São Paulo. No grande Prêmio de Fórmula 1 do Brasil, nos instantes antes de o vencedor cruzar a linha de chegada, o detector percebe uma freqüência sonora f1, produzida pelo motor do carro. O carro se aproxima e cruza a linha de chegada com velocidade constante. Qual das expressões abaixo representa corretamente o cálculo da velocidade do carro, ao cruzar a linha de chegada? (v é a velocidade do som no ar, f é a freqüência do som produzido pelo motor com o carro em repouso, e V é a velocidade do carro.) a) f) (f f) - v(fV 1 1 b) 1 1 f )f - v(f V c) 1 1 f f) v(f V d) 1 1 f f) - v(f V e) f f) v(fV 1 138 - (UEL PR/2008) Um dos problemas urbanos mais freqüentes atualmente é o alto índice de poluição sonora. A contínua exposição a ruídos pode degenerar o órgão de Corti da cóclea, onde ocorre a conversão do som em sinais elétricos que serão transmitidos ao cérebro, e podem causar também neurose, insônia, estresse mental e conseqüente queda de produtividade física e mental. O limiar de lesão, em um adulto jovem, é atingido com uma intensidade de 80 dB, enquanto que, em uma conversação normal, temos uma intensidade de 60 dB e, em uma festa barulhenta, pode–se aumentá-la para 90 dB. Em função da natureza das ondas sonoras e desprezando as variações de temperatura e pressão, qual alternativa apresenta condições mais eficientes para o isolamento sonoro externo de um ambiente? a) Construir paredes, alternando materiais de alta e baixa densidade. b) Construir paredes com materiais de alta densidade. c) Substituir paredes de alvenaria por uma lâmina de vidro temperado. d) Colar caixas de ovos vazias na parede interna do ambiente. e) Construir paredes de alvenaria de pequena espessura. 139 - (UFG GO/2008) Os morcegos são mamíferos voadores que dispõem de um mecanismo denominado bio-sonar ou ecolocalizador que permite ações de captura de insetos ou o desvio de obstáculos. Para isso, ele emite um ultra-som a uma distância de 5 m do objeto com uma freqüência de 100 kHz e comprimento de onda de 3,5x10–3 m. Dessa forma, o tempo de persistência acústica (permanência da sensação auditiva) desses mamíferos voadores é, aproximadamente, a) 0,01 s. b) 0,02 s. c) 0,03 s. d) 0,10 s. e) 0,30 s. 140 - (UFC CE/2008) Sonoridade ou intensidade auditiva é a qualidade do som que permite ao ouvintedistinguir um som fraco (pequena intensidade) de um som forte (grande intensidade). Em um jogo de futebol, um torcedor grita “gol” com uma sonoridade de 40 dB. Assinale a alternativa que fornece a sonoridade (em dB), se 10000 torcedores gritam “gol” ao mesmo tempo e com a mesma intensidade. a) 400000 b) 20000 c) 8000 d) 400 e) 80 141 - (UFJF MG/2008) Um pescador P, ao se aproximar da linha da costa com seu barco, aciona a buzina para avisar que está chegando. Sua direção de deslocamento está alinhada com o ancoradouro onde se encontra um companheiro C (conforme a Figura 2 a seguir). A freqüência do som ouvido pelo pescador P é fp e as freqüências dos sons ouvidos pelas pessoas A, B e C são, respectivamente, fA, fB e fC no instante mostrado. Podemos afirmar que: a) CBAp ffff b) BACp ffff c) ABCp ffff d) CBAp ffff e) CBAp ffff Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 142 - (UFMA/2008) Analise as proposições abaixo sobre acústica e em seguida marque a opção que contém somente as informações verdadeiras. I. São considerados fenômenos sonoros: reflexão, refração, difração, interferência e ressonância. II. A velocidade do som depende do meio de propagação e de sua temperatura. III. O som propaga-se em qualquer meio, inclusive no vácuo. IV. O comprimento da onda sonora é função somente de sua velocidade. V. Quanto à direção de vibração, a onda sonora propaga-se como uma onda longitudinal. VI. O eco, o reforço e a reverberação são fenômenos acústicos que podem surgir da reflexão do som. VII. A freqüência real da onda emitida por uma fonte sonora sempre coincide com a freqüência aparente percebida pelo ouvinte a) I, II, V, VI b) I, III, IV, VII c) II, IV, V, VI d) II, III, IV, V e) III, IV, V, VII 143 - (UFMG/2008) Quando, em uma região plana e distante de obstáculos, se ouve o som de um avião voando, parece que esse som vem de uma direção diferente daquela em que, no mesmo instante, se enxerga o avião. Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar que isso ocorre porque a) a velocidade do avião é maior que a velocidade do som no ar. b) a velocidade do avião é menor que a velocidade do som no ar. c) a velocidade do som é menor que a velocidade da luz no ar. d) o som é uma onda longitudinal e a luz uma onda transversal. 144 - (UFG GO/2001) Considere uma fonte sonora em repouso, emitindo som de freqüência f e velocidade vS . Um observador, movimentando-se em um dado sentido, com velocidade constante v em relação à fonte, percebe o som com freqüência de 160 Hz. Quando ele se movimenta no sentido oposto, com velocidade 2v, ouve o som com freqüência de 448 Hz. A freqüência percebida pelo observador pode ser obtida pela expressão fob = f(1 ± v/vS ), onde vS é velocidade do som e os sinais ± dependem do sentido de movimento do observador em relação à fonte. Com base nessas informações, a) calcule a freqüência real do som emitido pela fonte; b) considere a situação hipotética em que o observador possa se mover à velocidade do som, afastando-se da fonte. Determine a freqüência percebida por ele e interprete o resultado. 145 - (UEG GO/2008) Uma ambulância (com a sirene ligada) entra em alta velocidade numa rotatória pela entrada 1 e contorna-a no sentido anti- horário saindo pela saída 5, como mostra a figura acima. Um observador situado no ponto 2 percebe que o som da sirene vai ficando mais agudo em qual ponto? a) No ponto 1 b) No ponto 2 c) No ponto 3 d) No ponto 4 146 - (UFU MG/2007) Um planeta muito distante, no qual a velocidade do som na sua atmosfera é de 600 m/s, é utilizado como base para reabastecimento de naves espaciais. A base possui um aparelho que detecta a freqüência sonora emitida pelas naves. A nave é considerada “amiga” se a freqüência detectada pela base estiver entre 8000 e 12000 Hz. Uma determinada nave ao adentrar na atmosfera deste planeta emite uma onda sonora com freqüência de 5000 Hz. Para que a nave seja considerada “amiga’ sua velocidade mínima ao se aproximar da base deve ser de a) 225 m/s. b) 350 m/s c) 250 m/s d) 360 m/s Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 147 - (CEFET PR/2008) Relacione a 2a coluna de acordo com o proposto na 1a coluna: 1a coluna (1) Reforço (2) Reverberação (3) Eco (4) Difração (5) Refração 2a coluna ( ) Fenômeno que permite ouvir isoladamente o mesmo som emitido e refletido. ( ) Som direto e som refletido chegam no mesmo instante. ( ) Percepção do som direto e do som refletido é inferior a 0,1s. ( ) Fenômeno utilizado por morcegos que, emitindo e recebendo ultrasons, localizam insetos ou obstáculos. ( ) Fenômeno no qual observa-se necessariamente a onda sonora modificar seu comprimento de onda. ( ) Fenômeno sonoro no qual a percepção de dois sons, direto e refletido, deve ser maior que 0,1s. Marque a relação correta: a) 3, 2, 5, 1, 4, 2 b) 1, 4, 5, 3, 5, 1 c) 2, 3, 4, 5, 4, 4 d) 3, 1, 2, 3, 5, 3 e) 1, 5, 3, 1, 1, 2 148 - (FFFCMPA RS/2008) As ondas podem ser classificadas em mecânicas e em eletromagnéticas. A onda que NÃO se propaga no vácuo é a) a onda de rádio. b) a radiação gama. c) o ultra-som. d) a onda luminosa. e) o infravermelho. 149 - (FFFCMPA RS/2008) A diagnose por ultra-som faz uso do efeito DOPPLER no exame de partes internas do corpo humano em movimento. O exame detecta a diferença entre a freqüência emitida pela fonte e a freqüência percebida pelo observador. Quando a fonte se aproxima do observador, a freqüência percebida pelo observador ____________, e quando o observador se afasta da fonte a freqüência percebida pelo observador _____________. As palavras que completam corretamente as lacunas do texto acima são: a) aumenta – diminui b) aumenta – permanece igual c) permanece igual – aumenta d) diminui – aumenta e) diminui – diminui 150 - (UNIMONTES MG/2008) Um trem aproxima-se de uma estação com a velocidade de 20 m/s, soando seu apito com uma freqüência de 500Hz, medida pelo maquinista. Sabendo-se que a velocidade do som no ar vale 340 m/s, o comprimento de onda do som do apito, medido por um observador situado na estação, é igual a a) 0,46 m. b) 0,64 m. c) 0,60 m. d) 0,40 m. 151 - (UFMS/2009) A espectrometria é um dos recursos utilizados para investigar a composição química de sistemas gasosos quando os elementos que compõem o sistema emitem luz. O resultado da espectrometria de uma fonte luminosa é geralmente apresentado pelos picos das intensidades (I) da luz versus a respectiva freqüência (f). A figura A mostra o resultado da espectrometria de um feixe de luz emitido por uma fonte padrão em repouso com relação ao espectrógrafo. Um pesquisador está investigando a composição gasosa de estrelas, e compara o resultado da espectrometria, obtida de uma delas, com a da fonte padrão, e constata que as linhas espectrais estão deslocadas para a esquerda, no eixo das freqüências, mas mantiveram as distâncias entre si, veja a figura B, onde as linhas pontilhadas representam a espectrometria da fonte padrão. Com fundamentos nas propriedades das ondas eletromagnéticas, é correto afirmar: Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 01. A estrela tem a mesma composição da fonte padrão. 02. A estrela está se afastando do pesquisador. 04. A luz emitida pela estrela que se afasta do pesquisador, propaga-se no vácuo com velocidade menor, com relação a ele, do que quando a estrela está se aproximando dele. 08. As cores das luzes, emitidas pela estrela que o pesquisador enxerga no espectrógrafo, são as mesmas cores que ele enxerga, emitidas pela fonte padrão no espectrógrafo. 16. O efeito produzido no deslocamento para a esquerda das linhas espectrais, nos eixos das freqüências das luzes emitidas pela estrela, chama-se batimento. 152 - (UFPR/2009) Quandoouvimos uma banda de rock ou uma orquestra sinfônica executar uma música, podemos distinguir o som emitido por cada um dos instrumentos tocados pelos músicos. Essa é uma das capacidades de nosso aparelho auditivo. A qualidade do som que nos permite diferenciar cada um dos instrumentos, mesmo quando tocando simultaneamente a mesma nota musical, é chamada de: a) amplitude. b) potência. c) intensidade. d) timbre. e) freqüência. 153 - (UFRJ/2009) De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), sons acima de 85 decibéis aumentam os riscos de comprometimento do ouvido humano. Preocupado em prevenir uma futura perda auditiva e em garantir o direito ao sossego público, um jovem deseja regular o sistema de som do seu carro, obedecendo às orientações da OMS. Para isso, ele consultou o gráfico da figura abaixo, que mostra, a partir de medições estatísticas, a audibilidade média do ouvido humano, expressa em termos do Nível de Intensidade do som, NI, em decibéis, em função da Freqüência, f, em Hertz. Com base na figura acima e na orientação da OMS, pode-se afirmar que o jovem, para obter máxima eficácia na região da música, regulou o som do seu carro para os níveis de intensidade, NI, e de freqüência, f, respectivamente, nos intervalos a) 20 ≤ NI ≤ 80 e 50 ≤ f ≤ 5000. b) 60 ≤ NI ≤ 120 e 100 ≤ f ≤ 5000. c) 60 ≤ NI ≤ 80 e 100 ≤ f ≤ 5000. d) 60 ≤ NI ≤ 120 e 50 ≤ f ≤ 5000. 154 - (UDESC/2009) Em 1997, durante o exercício militar Mistral I, os aviões Mirage III-E da Força Aérea Brasileira conseguiram ótimos resultados contra os aviões Mirage 2000-C franceses, usando a manobra “Doppler-notch”. Esta manobra é utilizada para impedir a detecção de aviões por radares que usam o efeito Doppler (radares Pulso-Doppler). Ela consiste em mover o avião alvo a 90 do feixe eletromagnético emitido por este tipo de radar, conforme ilustrado no esquema abaixo. Quando o avião B se move a 90º do feixe eletromagnético, o radar Pulso-Doppler do avião A não consegue determinar a diferença de freqüência entre o feixe emitido e o feixe refletido porque: a) há movimento do avião B na direção do feixe. b) não há movimento do avião B na direção do feixe. c) a velocidade do avião B aumenta bruscamente. d) a velocidade do avião B diminui bruscamente. e) não há feixe refletido no avião B. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 155 - (UEG GO/2009) Os aviões supersônicos, no ponto de cruzeiro, evitam ter o mesmo valor da velocidade do som no ar. Desta forma, procuram manter uma velocidade maior. Justifica-se esse fato por: a) não trazer insegurança para a aeronave e desconfortos para a tripulação, pois as amplitudes sonoras geradas pelo avião se somam, tornando a intensidade do som altíssima. b) trazer segurança à aeronave, pois, com velocidade acima da velocidade do som, ela ficaria indestrutível em relação às outras que possuem velocidades menores. c) fatores aerodinâmicos, pois essas aeronaves foram projetadas para que, nessa velocidade, haja uma maior economia de combustível. d) critérios técnicos, pois estando acima da velocidade do som, os ventos no sentido contrário à aeronave não atrapalhariam o vôo. 156 - (UFTM/2009) Já é fato que as ondas sonoras só se propagam em meios materiais; portanto, em uma coluna de ar, por exemplo, quanto maior a altura de um som nela produzido, a) mais grave é o som. b) mais agudo é o som. c) maior a amplitude das ondas sonoras. d) menor a amplitude das ondas sonoras. e) maior o comprimento de onda das ondas produzidas. 157 - (UNIOESTE PR/2009) As ondas sonoras são ondas mecânicas longitudinais que se propagam em um meio elástico. Sobre as ondas sonoras é INCORRETO afirmar que a) a faixa de freqüência audível para os seres humanos varia, em média, de 20 Hz a 20.000 Hz. Então, para ondas que se propagam no ar a 340 m/s, o comprimento de onda correspondente à faixa audível varia de 1,7 cm a 17 m. b) as ondas sonoras experimentam o fenômeno da difração. c) a intensidade da onda sonora está relacionada com a sua amplitude. d) o eco é o resultado da refração do som. e) quando um som é gerado dentro de um ambiente fechado ouve-se primeiro o som direto e depois o som refletido pelas paredes do recinto. O atraso temporal entre estas ondas resulta no fenômeno de reverberação. 158 - (UEPG PR/2009) A respeito de ondas sonoras, assinale o que for correto. 01. A velocidade das ondas sonoras no vácuo é de aproximadamente 340 m/s. 02. Todos os corpos, quando vibram, produzem ondas sonoras, que se propagam nos meios materiais: sólido, líquido e gasoso. 04. Quanto maior for a intensidade de uma onda sonora, tanto maior será a sua amplitude. 08. Eco é um fenômeno acústico causado pela refração de ondas sonoras. 16. A altura de um som é determinada pela freqüência da onda sonora. 159 - (UFC CE/2009) Uma fonte fixa emite uma onda sonora de freqüência f. Uma pessoa se move em direção à fonte sonora com velocidade v1 e percebe a onda sonora com freqüência f1. Se essa mesma pessoa se afastasse da fonte com velocidade v2, perceberia a onda sonora com freqüência f2. Considerando a velocidade do som no ar, m/s 340v s e m/s 20vv 21 , determine a razão f1 / f2. 160 - (UFMT/2008) A ultra-sonografia, ou ecografia, é um método diagnóstico que aproveita o eco produzido pelo som para ver em tempo real as sombras produzidas pelas estruturas e órgãos do organismo. Os aparelhos de ultra-som em geral utilizam uma freqüência próxima de 1 MHz, emitindo por meio de uma fonte de cristal piezoelétrico que fica em contato com a pele e recebendo os ecos gerados, que são interpretados por computação gráfica. Sobre o ultra-som, assinale a afirmativa correta. a) O efeito Doppler ocorre também com o ultra- som, mas não com o infra-som. b) O eco é caracterizado pela diferença entre um som emitido e a sua reflexão. c) O ultra-som se propaga como uma onda mecânica transversal de freqüência acima de 20 kHz. d) O ultra-som se propaga como uma onda mecânica longitudinal de freqüência abaixo de 20 kHz. e) As cantoras líricas são famosas pelo timbre dos ultra-sons de freqüência maior que 10 MHz que emitem normalmente ao interpretarem uma ópera. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 161 - (UFV MG/2009) Em um dia sem vento, uma fonte sonora e um observador movem-se diretamente de encontro um ao outro, com velocidades 0F v e v , conforme mostra a figura abaixo. As velocidades são medidas com relação ao solo. A fonte emite som com freqüência fo. Sendo v a velocidade de propagação do som no ar, a freqüência ouvida pelo observador será: a) F 0 0 vv vv f b) fo c) F 0 0 vv vv f d) )vv(f 0F0 162 - (UFV MG/2009) É CORRETO afirmar que, quando aumentamos o volume do som de um rádio, ocorre a seguinte alteração nas ondas sonoras produzidas por ele e captadas por um ouvinte em repouso em relação ao rádio: a) o comprimento de onda aumenta. b) a freqüência aumenta. c) a velocidade de propagação aumenta. d) a amplitude aumenta. 163 - (CEFET PR/2009) Num espetáculo ao ar livre que acontece num dia sem vento, o músico inicia seu solo de saxofone emitindo uma nota estável e prolongada com freqüência 680 Hz. Um ouvinte cego se encontra parado a 85 m de distância. Este ouvinte consegue identificar perfeitamente, pelo som percebido, o tipo de instrumento e a nota emitida. No contexto da transmissão da vibração sonora pelo ar, negligenciando a dissipação da energia pelo atrito, é INCORRETO afirmar que: a) o fato de o saxofonista e o ouvinte estarem em repouso faz com que o som percebido não seja mais grave nem mais agudo que o som emitido. b) o tempo de atraso com que a onda sonora chega ao ouvinte não depende da freqüência emitida pelo saxofonista. c) a intensidade percebidadepende da distância da fonte ao ouvinte. d) o ar se desloca do saxofonista até o ouvinte chegando com um tempo de atraso inferior a 1,0 s. e) desconsiderar o atrito implica em o som percebido não mostrar diferença de timbre em relação ao som emitido. 164 - (UEPG PR/2009) O som é uma onda mecânica longitudinal produzida por fontes vibrantes. A velocidade do som no ar é de aproximadamente 340 m/s. Sobre ondas sonoras, assinale o que for correto. 01. A freqüência de um som grave é menor que a freqüência de um som agudo. 02. A intensidade de uma onda sonora é determinada pela sua amplitude. 04. Dois sons de alturas diferentes correspondem a ondas de freqüências diferentes. 08. A reverberação do som ocorre sempre que a distância da fonte sonora até a barreira é menor que 17 m. 16. O timbre é a característica que permite distinguir sons idênticos em altura e intensidade, mas provenientes de fontes distintas. 165 - (UFG GO/2009) Sabe-se que as baleias se orientam pelo mesmo princípio de funcionamento de um sonar, emitindo sons na faixa de frequência de 5 a 50 kHz. O aparelho auditivo das baleias é muito sensível e o limite do nível audível é de aproximadamente 25 decibéis. Os submarinos utilizam-se do sonar para se localizar na faixa de 3 a 8 kHz com nível sonoro de aproximadamente 225 decibéis, medido a 1 metro do emissor. Recentemente, identificou-se como maior responsável pela mortalidade destes cetáceos o uso do sonar nos submarinos com a mesma frequência utilizada por eles. Considerando o exposto, calcule a menor distância segura entre uma baleia e um submarino, para que a baleia não seja prejudicada pelo sonar do submarino. Observação: Despreze a atenuação da radiação por absorção e admita que os emissores são pontuais e que vale a lei do inverso do quadrado da distância para a intensidade sonora (I) numa posição distante )r/PI( 20 , onde P0 é a potência da fonte e r é a distância até a fonte, veja a figura ilustrativa. O nível audível do som é medido na escala decibel (dB), definido por 0I Ilog)dB10( . Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 166 - (UFG GO/2009) O nível audível do som é medido na escala decibel, cuja unidade é dB, e dado por )dB)log(I/I 10( o , em que I é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre a fonte e o ouvinte e Io é a menor intensidade audível. Em uma partida de futebol no estádio Serra Dourada, o juiz apita e marca um pênalti quando o zagueiro para a bola com a mão após ouvir um apito emitido por um torcedor. Naquele momento, o juiz estava a 40m do zagueiro e o torcedor a 80m. 0,3 2 log :Dado Calcule a diferença entre os níveis audíveis percebidos pelo zagueiro dos apitos do juiz e do torcedor. Considere que os apitos são idênticos e soprados com a mesma intensidade. 167 - (UFG GO/2009) Uma ambulância transita com velocidade constante em uma via retilínea com a sirene ligada em uma frequência fixa fa. A frequência da sirene percebida pelos pedestres que estão parados na calçada, antes e depois da passagem da ambulância, respectivamente, a) aumenta com a velocidade relativa. b) diminui e aumenta, gradativamente. c) é menor que fa e maior que fa. d) é maior que fa e menor que fa. e) não sofre quaisquer alterações. 168 - (UFLA MG/2009) Uma ambulância desloca‐se ao longo de uma estrada retilínea com velocidade constante, soando sua sirene S (figura abaixo). O esquema CORRETO indicado nas alternativas abaixo que representa a propagação das ondas sonoras dessa sirene é: a) b) c) d) 169 - (UFU MG/2009) A sirene de um caminhão de bombeiros emite um som contínuo de frequência 500 Hz. Um microfone fixo a um poste, em uma esquina, registra a onda sonora emitida pelo caminhão ao se aproximar com velocidade de 90 km/h. Sabe-se que a frequência da onda detectada pelo microfone obedece ao efeito Doppler, dado por f f 0 0 f v v v v f na qual f0 e ff representam as frequências detectadas pelo observador e emitida pela fonte em repouso, respectivamente, v, v0 e vf são, na sequência, as velocidades do som no meio físico (ar), do observador e da fonte. Considerando que a velocidade do som no ar é 340 m/s, assinale a alternativa que corresponde ao cálculo a ser feito para determinar a frequência (em Hz) registrada pelo microfone. a) 500 340 25340f0 b) 500 25340 340f0 c) 500 25340 340f0 d) 500 25340 25340f0 170 - (UFPel RS/2009) Com base no Efeito Doppler, assinale a alternativa correta. a) A alteração da frequência de uma onda, percebida por um observador em virtude do movimento relativo – de aproximação ou de afastamento – entre ele e a fonte emissora desta onda, caracteriza o Efeito Doppler. b) O apito do trem, para um observador em repouso em relação à Terra, é mais grave quando o trem está se aproximando do que quando o trem está se afastando. c) Quando uma fonte de ondas sonoras se aproxima de um observador fixo, este último percebe um alongamento do comprimento de onda. d) O Efeito Doppler ocorre apenas com ondas sonoras. e) O Efeito Doppler é percebido, por exemplo, quando o alarme de um carro dispara no momento em que o proprietário do veículo abre a tampa do porta-malas. f) I.R. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 171 - (UDESC/2010) A frequência fundamental de um tubo de órgão fechado é igual a 170,0 Hz. O comprimento do tubo fechado e a frequência do terceiro harmônico são, respectivamente: a) 0,5 m e 850 Hz b) 1,0 m e 850 Hz c) 1,0 m e 510 Hz d) 0,5 m e 510 Hz e) 2,0 m e 340 Hz 172 - (UEG GO/2010) Uma baleia se movimenta com velocidade de módulo 10,0 m/s a favor da correnteza (velocidade da correnteza igual a 2,00 m/s). Simultaneamente, um golfinho se movimenta a 30,0 m/s em direção à baleia e em sentido contrário à correnteza. Em um determinado instante, a baleia emite um som de frequência de 9,74 kHz. O golfinho ouvirá esse som com frequência de 10,0 kHz e responderá à baleia com mesma frequência. Com base no exposto, a) caso não houvesse correnteza, o golfinho detectaria a onda emitida pela baleia com a mesma frequência do som emitido por ela, ou seja, 9,74 kHz. b) se a baleia estivesse em repouso, o golfinho teria detectado o som emitido pela baleia com frequência superior a 10,0 kHz. c) se o golfinho estivesse em repouso, ele detectaria o som emitido pela baleia com uma frequência superior a 9,74 kHz. d) a baleia detectará o som emitido como resposta pelo golfinho com frequência de 9,74 kHz. 173 - (UEPG PR/2010) No que respeita às propriedades das ondas sonoras, assinale o que for correto. 01. A velocidade de propagação do som independe de sua intensidade. 02. Ao sofrer a refração, uma onda sonora apresenta variação na sua frequência, permanecendo constantes o seu comprimento e a sua amplitude. 04. A difração das ondas sonoras em nossas experiências do dia a dia é um fenômeno de pouca expressão. 08. A ocorrência do eco ou da reverberação depende da distância do observador em relação à superfície refletora. 174 - (UFMS/2010) Os morcegos, quando voam, emitem ultrassom para que, através das reflexões ocorridas pelos obstáculos à sua frente, possam desviar deles, e também utilizam esse mecanismo para se orientarem durante seu vôo. Imagine um morcego voando em linha reta horizontal com velocidade V, em direção a uma parede vertical fixa. Considere que não esteja ventando e que a fonte sonora no morcego seja puntiforme e então, quando ele ainda está a uma certa distância da parede, emite uma onda sonora com uma frequência f de ultrassom. Com fundamentos da mecânica ondulatória, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. A velocidade das ondas sonoras que possuem frequência de ultrassom é maior que a velocidade de ondas sonoras que possuem frequência menorque as de ultrassom. 02. A velocidade da onda sonora no ar, emitida pelo morcego em movimento, é diferente da velocidade da onda sonora no ar emitida pelo morcego quando em repouso. 04. A frequência da onda sonora, refletida pela parede e percebida pelo morcego, é maior que a frequência da onda sonora emitida por ele. 08. A velocidade da onda sonora no ar, refletida pela parede, é igual à velocidade da onda sonora no ar emitida pelo morcego. 16. Esse efeito de mudança na frequência de ondas sonoras emitidas por fontes em movimento chama-se batimento. 175 - (UFPel RS/2010) Com base no Efeito Doppler, assinale a alternativa correta. a) A alteração da frequência de uma onda, percebida por um observador em virtude do movimento relativo – de aproximação ou de afastamento – entre ele e a fonte emissora desta onda, caracteriza o Efeito Doppler. b) O apito do trem, para um observador em repouso em relação à Terra, é mais grave quando o trem está se aproximando do que quando o trem está se afastando. c) Quando uma fonte de ondas sonoras se aproxima de um observador fixo, este último percebe um alongamento do comprimento de onda. d) O Efeito Doppler ocorre apenas com ondas sonoras. e) O Efeito Doppler é percebido, por exemplo, quando o alarme de um carro dispara no momento em que o proprietário do veículo abre a tampa do porta-malas. f) I.R. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 176 - (FGV/2010) A avaliação audiológica de uma pessoa que apresentava dificuldades para escutar foi realizada determinando-se o limiar de nível sonoro de sua audição (mínimo audível), para várias frequências, para os ouvidos direito e esquerdo separadamente. Os resultados estão apresentados nos gráficos abaixo, onde a escala de frequência é logarítmica, e a de nível sonoro, linear. A partir desses gráficos, pode- se concluir que essa pessoa a) percebe o som da nota musical lá, de 440 Hz, apenas com o ouvido esquerdo, independente do nível sonoro. b) não escuta um sussurro de 18 dB, independente de sua frequência. c) escuta os sons de frequências mais altas melhor com o ouvido direito do que com o esquerdo. d) escuta alguns sons sussurrados, de frequência abaixo de 200 Hz, apenas com o ouvido direito. e) é surda do ouvido esquerdo. 177 - (ITA SP/2010) Uma jovem encontra-se no assento de um carrossel circular que gira a uma velocidade angular constante com período T. Uma sirene posicionada fora do carrossel emite um som de frequência f0 em direção ao centro de rotação. No instante t = 0, a jovem está à menor distância em relação à sirene. Nesta situação, assinale a melhor representação da frequência f ouvida pela jovem. a) b) c) d) e) 178 - (UEL PR/2010) O nível sonoro S é medido em decibéis (dB) de acordo com a expressão ) I I( log dB) 10(S 0 10 , onde I é a intensidade da onda sonora e I0 = 10-12 W/m2 é a intensidade de referência padrão correspondente ao limiar da audição do ouvido humano. Em uma indústria metalúrgica, na secção de prensas, o operador trabalhando a 1m de distância do equipamento é exposto durante o seu período de trabalho ao nível sonoro de 80 dB, sendo por isso necessária a utilização de equipamento de proteção auditiva. No interior do mesmo barracão industrial há um escritório de projetos que fica distante das prensas, o necessário para que o nível máximo do som nesse local de trabaho seja de 40 dB, dentro da ordem dos valores que constam nas normas da ABNT. Dado: P = 4r2I É correto afirmar que o escritório está distante da secção de prensas aproximadamente: a) 100 m b) 200 m c) m 100100 d) 1 km e) km 10100 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 179 - (UEL PR/2010) O processo de reflexão do som pode ser evidenciado I. na produção de ecos. II. na alteração percebida no som de uma ambulância está se aproximando com a sirene ligada. III. quando o som se propaga no vácuo. IV. em ondas sonoras estacionárias num tubo. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 180 - (UEMG/2010) Considere a radiação do Sol que nos atinge, na forma de ondas eletromagnéticas. Sobre essas ondas eletromagnéticas, assinale a alternativa em que se faz uma afirmação INCORRETA: a) lém de estarem na faixa visível, também apresentam radiações que não são visíveis para nós, seres humanos. b) Quanto maior é a frequência das ondas, maior é a energia que elas transportam. c) Essas ondas não precisam de um meio material para se propagar. d) São ondas longitudinais resultantes da variação de campos elétricos e magnéticos. 181 - (UFES/2010) O efeito Doppler é uma modificação na frequência detectada por um observador, causada pelo movimento da fonte e/ou do próprio observador. Quando um observador se aproxima, com velocidade constante, de uma fonte de ondas sonora em repouso, esse observador, devido ao seu movimento, será atingido por um número maior de frentes de ondas do que se permanecesse em repouso. Considere um carro trafegando em uma estrada retilínea com velocidade constante de módulo 72 km/h. O carro se aproxima de uma ambulância em repouso à beira da estrada. A sirene da ambulância está ligada e opera com ondas sonoras de comprimento de onda de = 50cm. A velocidade de propagação do som no local é v = 340m/ s . a) Calcule a frequência do som emitido pela sirene da ambulância. b) Calcule o número total de frentes de ondas que atinge o motorista do carro em um intervalo de tempo t = 3 s . c) Calcule a frequência detectada pelo motorista do carro em movimento. 182 - (UNICAMP SP/2010) Ruídos sonoros podem ser motivo de conflito entre diferentes gerações no ambiente familiar. a) Uma onda sonora só pode ser detectada pelo ouvido humano quando ela tem uma intensidade igual ou superior a um limite I0, denominado limiar de intensidade sonora audível. O limiar I0 depende da frequência da onda e varia com o sexo e com a idade. Nos gráficos no espaço de resposta, mostra-se a variação desse limiar para homens, I0H, e para mulheres, I0M, em diversas idades, em função da frequência da onda. Considerando uma onda sonora de frequência f = 6 kHz , obtenha as respectivas idades de homens e mulheres para as quais os limiares de intensidade sonora, em ambos os casos, valem I0H = I0M = 10−11 W/m2. b) A perda da audição decorrente do avanço da idade leva à utilização de aparelhos auditivos, cuja finalidade é amplificar sinais sonoros na faixa específica de frequência da deficiência auditiva, facilitando o convívio do idoso com os demais membros da família. Um esquema simplificado de um aparelho amplificador é representado abaixo. Considere que uma onda sonora provoque uma diferença de potencial no circuito de entrada do aparelho amplificador igual a Ve = 10 mV e que a diferença de potencial de saída Vs é igual a 50 vezes a de entrada Ve. Sabendo que a potência elétrica no circuito de saída é Ps = 0,3 mW calcule a corrente elétrica iS no circuito de saída. 183 - (UNIMONTES MG/2010) Um telefone celular recebe e emite micro-ondas. Quando ligamos para outra pessoa, o telefone dela recebe as ondas eletromagnéticas e emite um sinal sonoro (o toque) e/ou vibra, dependendo da configuração escolhida pelo usuário. Num experimento, um telefone celular é pendurado por um fio muito fino no interior de um recipiente de vidro, onde é feito vácuo. Alguém disca para esse Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica telefone que está configurado para tocar uma música ao receber o chamado. Desconsiderando a possibilidade de que uma quantidade perceptível de onda sonora possa sertransmitida através do fio para as paredes do recipiente, é CORRETO afirmar que a) o telefone não receberá as micro-ondas porque elas não propagam no vácuo. b) o telefone não receberá as micro-ondas, mas será possível ouvir a música. c) o telefone receberá as micro-ondas e será possível ouvir a música. d) o telefone receberá as micro-ondas, mas não será possível ouvir a música. 184 - (UNIR RO/2010) Em fevereiro de 1947, o piloto americano Chuck Yeagen, com um avião foguete Bell X-1, atingiu velocidade superior a 340 m/s. A seguir ao instante em que o móvel rompeu a velocidade do som no ar, em pontos próximos a ele, ouviu-se um forte estrondo. Qual a razão desse estrondo? a) Devido ao efeito Doppler, o som propaga-se com velocidade superior a 340 m/s. b) O avião produz ultrassom e infrassom simultaneamente, os efeitos sonoros somados produzem o estrondo. c) Há uma conversão da energia térmica do motor em ondas mecânicas que aumenta com o aumento da temperatura do motor do avião. d) A energia das frentes de onda produzidas pelo motor do avião vai se somando a sua frente, propagando-se na mesma direção do avião, à velocidade do som. e) Há uma conversão da energia sonora das frentes de onda produzidas pelo motor do avião em energia térmica que se propaga mais rápido que o som no ar. 185 - (FATEC SP/2010) O eco é um fenômeno sonoro que ocorre quando o som reflete num obstáculo e é percebido pelo ouvido humano, depois de um intervalo de tempo superior a 0,10 s. Júlia, Marina e Enrico estão brincando em frente a um obstáculo e se encontram distanciados conforme figura a seguir. Estando eles não alinhados e considerando a velocidade do som, no ar, de 340 m/s, quando Enrico emite um som, o eco pode ser escutado perfeitamente apenas por a) Júlia. b) Júlia e Marina. c) Marina. d) Enrico. e) Enrico e Júlia. 186 - (IFSP/2010) Uma onda é uma perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço e periódica no tempo. A oscilação espacial é caracterizada pelo comprimento de onda e a periodicidade no tempo é medida pela freqüência da onda. Estas duas grandezas estão relacionadas pela velocidade de propagação da onda. Sobre ondas são feitas as afirmações: I. Ondas eletromagnéticas são transversais e sua velocidade não depende do meio de propagação. II. A velocidade de propagação do som no ar é menor do que na água.. III. A altura de um som está relacionada com sua freqüência. IV. O timbre de um som depende do conteúdo de freqüências que o compõe. Das afirmativas anteriores, estão CORRETAS a) todas. b) nenhuma delas. c) somente uma. d) apenas duas. e) apenas a II, a III e a IV. 187 - (PUC RS/2010) Relacione o fenômeno ondulatório da coluna A com a situação descrita na coluna B, numerando os parênteses. Coluna A 1 – Reflexão 2 – Refração 3 – Ressonância 4 – Efeito Doppler Coluna B Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica ( ) Um peixe visto da margem de um rio parece estar a uma profundidade menor do que realmente está. ( ) Uma pessoa empurra periodicamente uma criança num balanço de modo que o balanço atinja alturas cada vez maiores. ( ) Os morcegos conseguem localizar obstáculos e suas presas, mesmo no escuro. ( ) O som de uma sirene ligada parece mais agudo quando a sirene está se aproximando do observador. A numeração correta da coluna B, de cima para baixo, é: a) 2 – 4 – 1 – 3 b) 2 – 3 – 1 – 4 c) 2 – 1 – 2 – 3 d) 1 – 3 – 1 – 4 e) 1 – 3 – 2 – 4 188 - (UEG GO/2010) A sensibilidade do ouvido humano varia de acordo com a idade. À medida que as pessoas envelhecem, a máxima frequência audível diminui, enquanto o nível de intensidade sonora deve aumentar para ser detectável. Sobre as características da audição humana é CORRETO afirmar: a) o aumento da frequência traz um acréscimo no comprimento e na velocidade de propagação da onda sonora, melhorando a sensibilidade do ouvido para aquela frequência. b) os ruídos de baixa frequência (ruídos graves) e alta frequência (ruídos agudos) fazem vibrar as mesmas regiões da membrana basilar. c) seu limite inferior, em nível de intensidade sonora, é 0 decibel, que representa uma intensidade de 10–12 W/m2. d) quanto maior a intensidade do som, menor a vibração do tímpano e menor o deslocamento basilar. 189 - (UFJF MG/2009) O comandante de um porta-aviões tem como missão investigar qual a profundidade do mar em determinado local. Para tanto, envia um helicóptero munido de um sonar para esse local. O sonar, posicionado pelo helicóptero a uma altura de 68 m acima do nível da água do mar, emite uma onda sonora de alta freqüência, de comprimento de onda de 0,85 cm no ar, que leva 1 segundo desde sua emissão até sua recepção de volta no ponto de onde foi emitida, depois de ter sido refletida pelo fundo do mar. O som se propaga a 340 m/s no ar e a 1400 m/s na água do mar. a) Calcule a freqüência do sinal emitido pelo sonar no ar e o comprimento de onda do sinal emitido pelo sonar na água do mar. b) Calcule a profundidade do mar nesse local. c) A onda sonora emitida pelo sonar é uma onda mecânica ou eletromagnética? Justifique. 190 - (UFT TO/2010) Um som é produzido por um autofalante ao ar livre, que se situa sobre uma superfície plana. As ondas sonoras produzidas por este autofalante atingem uma pressão máxima de 84 [Pa] a 10 [m] do autofalante. Supondo que a intensidade das ondas sonoras seja igual em todas as direções na área de superfície do hemisfério, qual é a potência acústica do som emitido pelo autofalante? Considere a intensidade das ondas sonoras dada por: 2 2 MAX m W v2 PI onde: PMAX= Pressão máxima da onda sonora [Pa] = Densidade do ar = 1,20 [kg/m3] v = Velocidade do som no ar 350 [m/s] a) 1000 W b) 1,68 kW c) 4,12 kW d) 13 kW e) 13 MW 191 - (UNIFOR CE/2010) Em aerodinâmica, a barreira do som é a aparente barreira física que dificulta grandes objetos de atingirem velocidades supersônicas. Ao atingir velocidade igual a do som (Mach 1 = 1226 km/h ao nível do mar, em condições normais de temperatura e pressão), um avião estará comprimindo o ar à sua frente e acompanhando as ondas de pressão (o seu próprio som) com a mesma velocidade de sua propagação. Isso resulta numa superposição de ondas no nariz do avião. Se o avião persistir com essa velocidade exata por algum tempo, à sua frente se formaria uma verdadeira muralha de ar, pois todas as ondas formadas seriam superpostas no mesmo lugar em relação ao avião. Esse fenômeno é conhecido como Barreira Sônica. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica Quando o ar em fluxo supersônico é comprimido, sua pressão e densidade aumentam, formando uma onda de choque, sendo conhecido como estrondo sônico. Com relação à Barreira Sônica, classifica-se como alternativa verdadeira: a) Se um avião continuar a acelerar, atingindo a velocidade de 326,5m/s, ele estará deixando para trás as ondas de pressão que vai produzindo. b) O som, como sabemos, viaja através de ondas, usando qualquer meio de propagação, inclusive no vácuo. c) Quando um avião voa a uma velocidade inferior à do som, por conseqüência, as ondas sonoras (de pressão) também viajam mais lento. d) As ondas de choque geradas por um avião em vôo supersônico atingirão o solo depois da passagem do avião que as está produzindo, pois esse é mais veloz. Um observador no solo ouvirá um forte estampido assim que as ondas de choque o alcançar. e) Um observador, no solo, ouvirá o estampido antes da passagem do avião, que se move com velocidade supersônica. 192 - (UNIMONTES MG/2010) A estrutura e a evolução do universo é objeto de estudo da Cosmologia (cosmos = universo + logos = estudo). Desde os tempos da antiga Grécia, esse tema era uma preocupação dos filósofos, situando-se em posição dedestaque dentro do campo da chamada Filosofia Natural. Entretanto, nos últimos três séculos, a Cosmologia vinha se apresentando como um ramo de pouca importância da teoria da gravitação, com objetivos meramente especulativos. No século passado, duas grandes descobertas modificaram completamente essa situação. A primeira, ocorrida no final da década de 20, foi a constatação do astrônomo E. Hubble de que o universo está em expansão. Isso conduz à ideia de que o universo teve um começo e, portanto, ele tem uma idade finita. Daí surgiram as teorias sobre a origem do universo, assunto que, de maneira geral, era tratado em âmbito religioso. Entre as teorias, a mais aceita é aquela que atribui esse início a uma grande explosão, conhecida como “big-bang”. A segunda descoberta mencionada ocorreu em 1965, quando dois cientistas, Robert Wilson e Arno Penzias, verificaram a existência de uma radiação cósmica, que parece circundar o universo desde sua criação e que se acredita tenha sido originada por ocasião do “big-bang”. O fato de essa radiação ser considerada um “eco” que vem sendo transmitido há cerca de vinte bilhões de anos (idade do universo) é aceito como uma evidência de que o “big-bang” realmente ocorreu. (Trecho retirado de MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física, vol. 3. São Paulo: Editora Scipione, 2000, p. 374.) O texto faz referência a duas grandes descobertas científicas que ocorreram no século XX e que trouxeram um grande impulso aos estudos da Cosmologia. A segunda descoberta, que ocorreu em 1965, foi a de uma radiação que parece circundar o universo. Essa radiação é constituída de micro-ondas e há uma hipótese de que seriam radiações térmicas que teriam se originado no “big-bang”. No texto, é dito que a radiação pode ser considerada um “eco” que vem sendo transmitido há cerca de vinte bilhões de anos. Marque a alternativa que apresenta um argumento CORRETO, do ponto de vista da Física, que poderia explicar o uso da palavra eco entre aspas. a) O eco é um fenômeno normalmente observado em ondas sonoras e, portanto, usualmente relacionado a ondas mecânicas e não a ondas eletromagnéticas. b) O eco só existe quando as ondas, sejam mecânicas ou eletromagnéticas, propagam-se em meios materiais. c) O autor usou a palavra eco para substituir a palavra difração, fenômeno observado em ondas mecânicas e eletromagnéticas. d) O autor usou a palavra eco para substituir a palavra refração, fenômeno observado em ondas mecânicas e eletromagnéticas. 193 - (PUC SP/2011) Patrícia ouve o eco de sua voz direta, refletida por um grande espelho plano, no exato tempo de uma piscada de olhos, após a emissão. Adotando a velocidade do som no ar como 340m/s e o tempo médio de uma piscada igual a 0,4s, podemos afirmar que a distância d entre a menina e o espelho vale a) 68m b) 136m c) 850m d) 1700m e) 8160m Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 194 - (UEPG PR/2011) Os fenômenos sonoros estão relacionados com a vibração de corpos materiais, portanto, sempre que se escuta um som, há um corpo material vibrando. Sobre as ondas sonoras, assinale o que for correto. 01. O som audível se localiza numa escala entre infrassom e o ultrassom. 02. A característica de uma onda sonora que a classifica como calma ou barulhenta é chamada de amplitude. 04. Uma onda sonora de baixa frequência é um som grave. 08. O efeito doppler é uma característica observada nas ondas sonoras de modo geral, ele ocorre devido à alteração de frequência da onda, em razão do movimento da fonte ou do observador. 16. Reverberação é a confusão de sons que chegam aos nossos ouvidos em tempos diferentes, em virtude de que cada frequência de onda apresenta velocidades diferentes. 195 - (UFAC/2011) Quando uma fonte em movimento emite uma onda de menor velocidade de propagação do que sua própria velocidade, essa onda é chamada de “Onda de Mach” ou “Onda de Choque”. Exemplos dessas ondas são aquelas emitidas por um avião supersônico ou uma bala disparada ao ar. A figura a seguir, mostra um esquema das “Ondas de Mach” emitidas por uma fonte que se desloca, com velocidade v, ao longo da linha horizontal OB. Na figura, as circunferências são as interseções das “frentes de onda” esféricas, emitidas pela fonte, com o plano definido pelos pontos A, B e A’. Os pontos A’, 1’, 2’ e 3’ estão posicionados nas “frentes de onda”, geradas pela fonte quando a mesma passa, exatamente, pelas posições A, 1, 2 e 3, respectivamente. Além disso, as ondas se propagam com velocidade c. O segmento A’B é tangente, no ponto A’, à frente de onda emitida no ponto A, a qual demorou um tempo t para chegar nesse ponto. Porém, a fonte demorou o mesmo tempo para percorrer o segmento AB. ALONSO, M. e FINN, E. J. Física, Volumen II: Campos y Ondas. México, D. F: Addison-Wesley Iberoamericana: 1987, p. 733. (I) c > v. (II) v sen = c. (III) A superfície tangente às frentes de onda é um cone. (IV) c < v. (V) v tg = c. Portanto, é possível concluir que: a) As afirmações (I) e (III) são verdadeiras. b) As afirmações (IV) e (V) são verdadeiras. c) As afirmações (I) e (II) são falsas. d) As afirmações (II), (III) e (IV) são verdadeiras. e) As afirmações (III), (IV) e (V) são falsas. 196 - (UFAL/2011) Considere que um alto-falante no alto de um poste emite ondas sonoras como uma fonte sonora pontual, com potência média constante. Um estudante, munido de um dispositivo para medição de intensidade sonora, registra 1 mW/m2 = 10–3 W/m2 a uma distância de 6 m do alto-falante. Desconsidere a influência de eventuais reflexões das ondas sonoras. Se o estudante se afastar até uma distância de 10 m do alto-falante, que intensidade sonora ele medirá? a) 1 mW/m2 b) 0,6 mW/m2 c) 0,36 mW/m2 d) 0,06 mW/m2 e) 0,01 mW/m2 197 - (UFBA/2011) A maioria dos morcegos possui ecolocalização — um sistema de orientação e localização que os humanos não possuem. Para detectar a presença de presas ou de obstáculos, eles emitem ondas ultrassônicas que, ao atingirem o obstáculo, retornam na forma de eco, percebido por eles. Assim sendo, ao detectarem a direção do eco e o tempo que demora em retornar, os morcegos conseguem localizar eventuais obstáculos ou presas. Um dispositivo inspirado nessa estratégia é a trena sônica, a qual emite uma onda sonora que é refletida por um obstáculo situado a uma distância que se deseja medir. Supondo que uma trena emite uma onda ultrassônica com frequência igual a 22,0kHz e comprimento de onda igual a 1,5cm, que essa onda é refletida em um obstáculo e que o seu eco é detectado 0,4s após sua emissão, determine a distância do obstáculo, considerando que as propriedades do ar não mudam durante a propagação da onda e, portanto, a velocidade do som permanece constante. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 198 - (UFG GO/2011) Em um artigo científico, publicado em 2010 na revista Conservation Biology, os autores relatam os resultados da investigação do comportamento dos elefantes em regiões em que há exploração de petróleo. Nessas regiões, deflagram-se algumas explosões que são detectadas por esses animais. As patas dos elefantes são capazes de perceber ondas sísmicas e, com isso, eles conseguem manter-se distantes das zonas de detonação. Considere que um elefante capte uma onda sísmica que se propaga a uma velocidade típica de 3,74 km/s. Quatro segundos depois, ele ouve o som da detonação de uma carga de dinamite. A que distância, em metros, o elefante se encontrará do local em que a carga de dinamite foi detonada? Dado Velocidade do som no ar: 340 m/s a) 13600 b) 8160 c) 1496 d) 1360 e) 1247 199 - (ITA SP/2011) Uma pessoa de 80,0 kg deixa-se cair verticalmente de uma ponte amarrada a uma corda elástica de "bungee jumping" com 16,0 m de comprimento. Considere que a corda se esticará até20,0 m de comprimento sob a ação do peso. Suponha que, em todo o trajeto, a pessoa toque continuamente uma vuvuzela, cuja frequência natural é de 235 Hz. Qual(is) é(são) a(s) distância(s) abaixo da ponte em que a pessoa se encontra para que um som de 225 Hz seja percebido por alguém parado sobre a ponte? a) 11,4 m b) 11,4 m e 14,4 m c) 11,4 m e 18,4 m d) 14,4 m e 18,4 m e) 11,4 m, 14,4 m e 18,4 m 200 - (UFT TO/2011) Três amigos foram dispostos alinhadamente. O amigo do meio (A2) ficou separado do primeiro (A1) por 720 [m] e do terceiro amigo (A3) por 280 [m] de distância. O eco produzido por um obstáculo e gerado a partir de um tiro disparado por A1 foi ouvido 4 segundos após o disparo tanto por A1 como por A2. Qual o melhor valor que representa o tempo (contado após o disparo) para A3 ouvir este eco? Considere que a velocidade do som no ar seja 300 [m/s]. a) 2,7 segundos b) 3,1 segundos c) 4,7 segundos d) 5,3 segundos e) 6,9 segundos 201 - (UESPI/2011) Um homem está parado a uma distância de L = 85 m de um paredão vertical bastante alto e largo (ver figura). O homem grita, e o som bate no paredão e retorna aos seus ouvidos na forma de eco. Se não há vento e a velocidade do som é de 340 m/s, em quanto tempo, após gritar, o homem pode escutar o eco de sua voz? a) 0,1 s b) 0,5 s c) 0,8 s d) 1,2 s e) 1,6 s 202 - (UFU MG/2011) O efeito Doppler recebe esse nome em homenagem ao físico austríaco Johann Christian Doppler que o propôs em 1842. As primeiras medidas experimentais do efeito foram realizadas por Buys Ballot, na Holanda, usando uma locomotiva que puxava um vagão aberto com vários trompetistas que tocavam uma nota bem definida. Considere uma locomotiva com um único trompetista movendo-se sobre um trilho horizontal da direita para a esquerda com velocidade constante. O trompetista toca uma nota com frequência única f. No instante desenhado na figura, cada um dos três observadores detecta uma frequência em sua posição. Nesse instante, a locomotiva passa justamente pela frente do observador D2. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica Analise as afirmações abaixo sobre os resultados da experiência. I. O som percebido pelo detector D1 é mais agudo que o som emitido e escutado pelo trompetista. II. A frequência medida pelo detector D1 é menor que f. III. As frequências detectadas por D1 e D2 são iguais e maiores que f, respectivamente. IV. A frequência detectada por D2 é maior que a detectada por D3. Assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas. a) Apenas I e IV. b) Apenas II. c) Apenas II e IV. d) Apenas III. 203 - (UFU MG/2011) O estilo de vida em grandes centros urbanos tem provocado mudanças no quadro de saúde dos habitantes, entre elas, problemas oriundos da exposição prolongada a fontes sonoras intensas. Estudos revelam ser recomendável a uma pessoa a permanência apenas por até 15 minutos diários na presença de sons de intensidade de 105 decibéis – o que equivale a um walkman ou MP3 no volume máximo –, sob risco de sofrer danos irreversíveis a sua audição. a) Explique, em termos físicos, porque uma pessoa que está mais afastada da fonte emissora de som não é afetada da mesma forma que uma pessoa que está mais próxima de tal fonte. b) O ser humano normalmente distingue sons com frequência que vão desde 20 Hz até 20KHz. Considerando a velocidade do som no ar de 340m/s, qual o menor e o maior comprimento de onda que uma pessoa pode perceber? 204 - (UEG GO/2012) Nos filmes de ficção científica, tal como Guerra nas estrelas, pode-se ouvir, nas disputas espaciais dos rebeldes contra o Império, zunidos de naves, roncos de motores e explosões estrondosas no espaço interestelar. Esse fenômeno constitui apenas efeitos da ficção e, na realidade, não seria possível ouvir o som no espaço interestelar devido ao fato de que as ondas sonoras a) possuem índice de refração dependentes do meio. b) se propagam apenas no éter, invisível a olho nu. c) necessitam de um meio para se propagarem. d) têm amplitude de frequência modulada. 205 - (UFRN/2012) Duas pessoas, que estão em um ponto de ônibus, observam uma ambulância que delas se aproxima com a sirene de advertência ligada. Percebem que, ao passar por elas, o som emitido pela sirene se torna diferente daquele percebido durante a aproximação. Por outro lado, comentando esse fato, elas concordam que o som mudou de uma tonalidade aguda para uma mais grave à medida que a ambulância se distanciava. Tal mudança é explicada pelo efeito Doppler, segundo o qual, para essa situação, a a) amplitude do som diminuiu. b) frequência do som diminuiu. c) frequência do som aumentou. d) amplitude do som aumentou. 206 - (UFT TO/2012) Dois amigos estão dirigindo em uma cidade. De repente, ambos ouvem a sirene de uma ambulância. O amigo 1 ouve o som mais agudo e o amigo 2 ouve o som mais grave. Assinale a alternativa CORRETA: a) Ambos os amigos estão se afastando da ambulância. b) O amigo 1 está se afastando e o amigo 2 se aproximando da ambulância. c) Ambos os amigos estão se aproximando da ambulância. d) O amigo 1 está se aproximando e o amigo 2 se afastando da ambulância. e) Nenhuma das alternativas está correta. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 207 - (UNEMAT MT/2012) Na natureza existem diversas formas de radiação, ionizantes e não ionizantes. As ionizantes possuem energia capaz de ionizar células; dentre elas destacam-se os raios gama, raios-x, partículas alfa e partículas beta. As radiações não ionizantes não possuem energia suficiente para ionizar células. Dentre elas, podemos citar infravermelho, radiação ultravioleta, micro-ondas. Das aplicações tecnológicas abaixo, assinale aquela que corresponde ao uso de ondas mecânicas em sua finalidade. a) Radioterapia, usada para tratamento de câncer. b) Ultrassonografia, bastante usada para observar o feto no útero materno. c) Tomografia computadorizada, usada para ver os detalhes do corpo em múltiplas imagens, “fatias”. d) Pantomografia, requisitada pelos ortodontistas antes de se colocar o “aparelho” nos dentes. e) Bronzeamento artificial, usado nas clínicas de estética. 208 - (UEM PR/2012) Em exames de ultrassonografia, ondas sonoras com frequências da ordem de 106 Hz se propagam no corpo humano e são refletidas nos diferentes tecidos de seus órgãos internos. O som refletido é interpretado eletronicamente para formar imagens que são utilizadas em análise e diagnóstico médico e, também, no acompanhamento do desenvolvimento do feto. Com relação às ondas sonoras, assinale o que for correto. 01. Ondas ultrassônicas são ondas transversais polarizáveis, que podem se propagar em meios materiais. 02. A velocidade propagação e o comprimento de onda das ondas sonoras independem do meio em que essas ondas se propagam. 04. As ondas sonoras, ao se propagarem de um meio material a outro, sofrem refração. 08. Em sólidos com módulos de elasticidade volumar similares, a velocidade de propagação do som será maior para os sólidos de menor densidade. 16. A difração de ondas sonoras reflete a habilidade dessas ondas em contornar obstáculos. 209 - (PUC RS/2012) Um sonar fetal, cuja finalidade é escutar os batimentos cardíacos de um bebê em formação, é constituído por duas pastilhas cerâmicas iguais de titanato de bário, uma emissora e outra receptora de ultrassom. A pastilha emissora oscila com uma frequência de 2,2x106 Hz quando submetida a uma tensão variável de mesma frequência. As ondas de ultrassom produzidas devem ter um comprimento de onda que possibilite a reflexão das mesmas na superfície pulsante do coração do feto. As ondas ultrassônicas refletidas que retornam à pastilha receptora apresentam frequência ligeiramente alterada, o que gera interferências periódicasde reforço e atenuação no sinal elétrico resultante das pastilhas. As alterações no sinal elétrico, após serem amplificadas e levadas a um alto-falante, permitem que os batimentos cardíacos do feto sejam ouvidos. Considerando que a velocidade média das ondas no corpo humano (tecidos moles e líquido amniótico)seja 1540m/s, o comprimento de onda do ultrassom que incide no coração fetal é _________, e o efeito que descreve as alterações de frequência nas ondas refletidas chama-se _________. A alternativa que completa corretamente as lacunas é: a) 0,70mm Joule b) 7,0mm Joule c) 0,70mm Doppler d) 7,0mm Doppler e) 70mm Pascal 210 - (UCS RS/2012) Se você pegar duas pequenas latas vazias, como as de ervilha em conserva, retirar a tampa de um dos lados de cada lata, fizer um pequeno orifício no lado oposto e colocar, nesse orifício, um fio, que pode ser de náilon, linha de costura ou barbante, ligando as duas latas por meio desse fio, é possível simular um telefone. Isso acontece porque o som se propaga pela linha como a) ondas eletromagnéticas transversais. b) ondas mecânicas longitudinais. c) pequenas partículas de matéria. d) corrente elétrica. e) ondas eletromagnéticas longitudinais. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 211 - (UDESC/2012) Na Figura 6 estão representadas, fora de ordem, as seguintes ondas sonoras: a emitida por uma fonte estacionária; a refletida por um veículo que se aproxima dessa fonte; e a refletida por um veículo que se afasta dessa fonte. Analise as proposições sobre essas ondas sonoras. I. A onda B é a de menor amplitude. II. A onda A é a de menor frequência. III. Sendo o comprimento de onda, então, B > C > A . IV. Um observador junto à fonte detecta o efeito Doppler nas ondas A e B. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. 212 - (UEM PR/2012) Sobre os conceitos relativos a ondas sonoras e à propagação do som, assinale o que for correto. 01. Uma onda sonora pode ser refletida, refratada, difratada e polarizada. 02. O som necessita de meios materiais e elásticos para se propagar. 04. A intensidade das ondas sonoras que se propagam no ar independe da energia dessas ondas. 08. A altura do som é uma característica relacionada à sua frequência. Quanto maior for a frequência do som, mais agudo e alto será esse som. 16. Quanto maior a densidade de um meio, maior é a dificuldade em retirar suas partículas da posição de equilíbrio, o que dificulta a propagação do som nesse meio. 213 - (UNIFOR CE/2012) A persistência acústica do ouvido humano (tempo que o som emitido leva para se extinguir totalmente) é de, no mínimo, 0,1 s. Considerando que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, podemos concluir que uma pessoa ouve o eco (som refletido) de sua própria voz se estiver afastada do obstáculo refletor em, no mínimo: a) 6,8 m b) 10,2 m c) 17 m d) 24 m e) 34 m 214 - (UCB DF/2012) Ondas sonoras podem causar, em um observador, o que se chama de sensação auditiva. Para isso, é preciso que a frequência da onda esteja compreendida dentro do intervalo de 20 Hz a 20 kHz. Acerca das ondas sonoras, julgue os itens a seguir, assinalando (V) para os verdadeiros e (F) para os falsos. 00. O som é uma onda mecânica longitudinal, capaz de provocar a sensação auditiva. 01. A velocidade de propagação do som depende da forma com que vibra a fonte emissora, dependendo, portanto, da frequência dessa fonte. 02. A velocidade do som no ar geralmente sofre alteração quando ocorre absorção do som no ar. 03. Quando uma onda sonora propaga-se em meios materiais diferentes, a frequência conserva-se, mas a velocidade e o comprimento da onda mudam. 04. Dez mil vibrações sonoras por segundo correspondem a uma frequência que pode ser classificada como um ultrassom. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 215 - (IME RJ/2013) Uma onda plana de frequência f propaga-se com velocidade v horizontalmente para a direita. Um observador em A desloca-se com velocidade constante u (u < v) no sentido indicado na figura abaixo. Sabendo que é o ângulo entre a direção de propagação da onda e de deslocamento do observador, a frequência medida por ele é: a) f)cos( v u1 b) f)cos( v u1 c) )cos( v u1 f d) )cos( v u1 f e) f v u1 )cos( 216 - (UCS RS/2013) Fisicamente, e para o mesmo meio de propagação, a diferença entre a onda sonora associada à nota musical dó e a onda sonora associada à nota musical ré sustenido, emitidas pelo mesmo instrumento, está a) na velocidade das duas ondas. b) no fato de que os sustenidos representam ondas sonoras que não sofrem refração. c) na amplitude das duas ondas. d) no fato de que os sustenidos representam ondas sonoras que não sofrem reflexão. e) na frequência das duas ondas. 217 - (UEPG PR/2013) O som é uma onda mecânica que se propaga num meio material. Sobre as ondas sonoras, assinale o que for correto. 01. O som se propaga melhor em lugares onde a atmosfera é mais densa, isto é, onde a pressão atmosférica é maior, tornando-o bem mais perceptível ao sentido auditivo. 02. A interferência sonora faz com que um corpo vibrante em contato com outro, que o segundo vibre na mesma frequência do primeiro. 04. A refração de uma onda consiste na passagem dessa onda de um meio para outro com a mudança de sua frequência. 08. As ondas sonoras se propagam somente em linha reta, portanto, quando é colocado um anteparo entre a fonte sonora e nosso ouvido, elas em parte, são barradas e o som é enfraquecido. 16. O encontro do som com as paredes que produzem reflexões múltiplas e se prolonga depois de cessada a sua emissão é o fenômeno conhecido como reverberação. 218 - (UFTM/2013) Ondas sonoras são ondas mecânicas produzidas por deformações provocadas pela diferença de pressão em um meio elástico. A respeito desse tipo de perturbação, é correto afirmar: a) quando uma onda sonora é emitida no ar e passa a propagarse na água, tem sua frequência diminuída. b) ondas sonoras de mesma frequência podem ter timbres diferentes. c) na refração de ondas sonoras não ocorre mudança do comprimento de onda. d) ondas sonoras propagam-se mais rapidamente no vácuo do que na matéria. e) quanto maior a frequência de uma onda sonora, mais grave é o som produzido. 219 - (UFU MG/2012) Uma ambulância possui uma sirene que emite um som contínuo, originalmente, de frequência 300 Hz. Esta mesma ambulância está trafegando por uma cidade com a sirene ligada e, atrás dela, um motorista conduz seu carro na mesma direção e com a mesma velocidade. Os dois veículos vão ao encontro de um pedestre, que está parado em um cruzamento a algumas dezenas de metros à frente. a) Ordene, de forma crescente, os valores da frequência original emitida pela sirene, da frequência percebida pelo motorista que trafega atrás da ambulância e daquela ouvida pelo pedestre parado na rua. b) Do ponto de vista físico, explique por que a frequência do som é percebida pelos ouvidos do pedestre de forma alterada em relação à originalmente oriunda da fonte emissora. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 220 - (Fac. Santa Marcelina SP/2013) Após o resgate, a ambulância desloca-se para o hospital com a sirene ligada emitindo um som com frequência igual a 900 Hz e velocidade no ar igual a 340 m/s. Se em um trecho retilíneo da trajetória, a ambulância atinge velocidade de 126 km/h, um observador em repouso, na beira da estrada, tem a sensação,na aproximação da ambulância, que a frequência do som emitido pela sirene é, em kHz, próximo de a) 1,5. b) 1,8. c) 3,0. d) 1,3. e) 1,0. 221 - (FATEC SP/2013) Uma área profissional que tem tido muita oferta de trabalho é a exploração do petróleo no fundo do mar. Para se efetuar uma exploração petrolífera, é necessária uma pesquisa sísmica. Essa pesquisa é como uma ultrassonografia da região oceânica, pois permite reconhecer e mapear as várias camadas que constituem o subsolo marinho. Para isso, um navio emite, por meio de canhões de ar comprimido à alta pressão, ondas sonoras. Essas ondas comportam-se de maneira diferente em meios de propagação diferentes (sólidos, líquidos mais densos, líquidos menos densos, gases etc.), produzindo, assim, uma mudança de velocidade na propagação da onda. No oceano, essa mudança de velocidade depende basicamente da salinidade, da temperatura e da densidade do meio. Desta forma, comparando-se os dados gerados e recebidos com o retorno dessas ondas sonoras (sísmicas), é possível a confirmação da existência de reservas de óleo e gás no subsolo marinho e da distância destas do nível da superfície do mar (profundidade). Figura 1 (isiengenharia.com.br/wordpress/wp- content/uploads/2011/06/pre-sal_01.jpg Acesso em: 10.04.2013. Original colorido) Figura 2 A figura 1 apresenta quatro camadas: pré-sal, sal, pós-sal e água, sendo que o petróleo (a mancha escura na parte inferior da figura 1) encontra-se incrustado na rocha do pré-sal. Suponha, para esse caso, que as densidades (d) dessas camadas na região explorada obedecessem à relação: dÁGUA < dPETRÓLEO < dPÓS-SAL < dSAL < dPRÉ-SAL e que as condições de pressão, temperatura e salinidade do oceano nessa região em análise fossem consideradas normais, ou seja, causando pouca variação na velocidade da onda sonora. Desta forma, em relação às velocidades das ondas sonoras e aos pontos destacados no gráfico, representado na figura 2, podemos afirmar que a) I e II referem-se à camada pré-sal. b) III e IV referem-se ao oceano. c) II refere-se à camada sal. d) IV refere-se à camada pós-sal. e) V refere-se ao petróleo. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 222 - (FCM MG/2013) Fisicamente, entende-se por som musical o resultado da superposição de ondas sonoras periódicas. O gráfico amplitude (s) x tempo (t) mostra a superposição de três sons musicais simples (lá 3, lá 4 e lá 5), produzindo um som composto. O fundo retangular da figura é composto de pequenos retângulos; a altura de cada um é de 1,0 cm. A unidade de tempo da escala do gráfico é de 0,1 s. Sobre esse gráfico, pode-se afirmar que: a) Entre os três sons musicais, o de maior comprimento de onda é o que possui maior amplitude. b) A superposição das ondas sonoras dos sons musicais Lá 3 e Lá 4, no instante 0,3 s, é de 3,8 cm. c) A frequência do som musical Lá 5 é de 2,0 Hz. d) O período do som composto é de 0,8 s. 223 - (IBMEC RJ/2012) Ana toca no piano uma tecla correspondente à nota dó e em seguida outra correspondente a tecla sol. Pode-se afirmar que serão ouvidos dois sons diferentes, porque as ondas sonoras correspondentes possuem: a) Amplitudes diferentes. b) Timbres diferentes. c) Intensidades diferentes. d) Velocidades de propagação diferentes. e) Frequências diferentes. 224 - (UDESC/2013) Analise as proposições relacionadas aos fenômenos ondulatórios. I. A onda sonora é uma onda transversal que se propaga no vácuo com uma velocidade menor do que a velocidade da luz. II. O efeito Doppler ocorrerá, em qualquer tipo de fenômeno ondulatório, sempre que a frequência aparente da onda, percebida pelo observador, for diferente da frequência real da onda emitida pela fonte. III. Todas as ondas eletromagnéticas possuem a mesma frequência de oscilação, porém diferentes comprimentos de onda. Assinale a alternativa correta: a) Somente a afirmativa II é verdadeira. b) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. d) Somente a afirmativa III é verdadeira. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. 225 - (UEFS BA/2013) Para determinar a profundidade de um poço artesiano vazio, um estudante que se encontra próximo da abertura desse poço, liga uma fonte que emite onda sonora de frequência 100,0Hz e de comprimento de onda 1,5m. Considerando-se que, no poço, a temperatura seja constante e sabendo-se que o eco é registrado por um aparelho após 4,0s, é correto afirmar que a profundidade desse poço, em m, é igual a a) 600,0 b) 440,0 c) 400,0 d) 300,0 e) 150,0 226 - (Unicastelo SP/2013) A maior sensibilidade do sistema auditivo humano ocorre para ondas sonoras com comprimento de onda no ar da ordem de 12 cm. Se a velocidade de propagação do som no ar é igual a 330 m/s, a frequência, em hertz, em que o sistema auditivo humano apresenta a maior sensibilidade é a) 4 000. b) 1 500. c) 400. d) 2 750. e) 275. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 227 - (Unicastelo SP/2013) As figuras representam as diferentes formas das ondas de certa nota musical produzidas por um violino, um piano e um diapasão, o que caracteriza o timbre de um som. (Emico Okuno et al. Física para Ciências Biológicas e Biomédicas, 1982.) Para que o sistema auditivo humano possa perceber o timbre, é necessário que ele discrimine a seguinte característica da onda sonora: a) intensidade. b) composição harmônica. c) velocidade de propagação. d) amplitude. e) energia. 228 - (UEM PR/2013) Analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01. Quando ocorre movimento relativo entre uma fonte de ondas sonoras e um receptor dessas ondas em um meio qualquer, verifica-se que a velocidade de propagação do som no meio se altera e que essa alteração é maior quanto maior for a velocidade da fonte em relação ao receptor. 02. A frequência aparente do som que atinge um observador em repouso, quando a fonte sonora se aproxima desse observador, é maior do que a frequência real do som emitido pela fonte. 04. O comprimento de onda de uma onda sonora emitida por uma fonte em movimento é alterado em função da velocidade de movimentação da fonte. 08. Quando um observador se afasta de uma fonte sonora que está em repouso, a frequência aparente do som percebido por esse observador aparenta ser menor do que a frequência real do som emitido pela fonte. 16. A luz emitida por fontes luminosas em movimento na superfície da Terra, como a luz dos faróis dos carros em movimento, tem sua frequência e sua velocidade alteradas em função do efeito Doppler. 229 - (UEM PR/2013) Com relação ao ouvido (ou à orelha) humano e aos conceitos relativos à audição, ao som e à produção de ondas sonoras, assinale o que for correto. 01. Em um ser humano, os ossos martelo, bigorna e estribo, contidos na orelha média, vibram quando a membrana timpânica, ou tímpano, é atingida por ondas sonoras com comprimentos de onda contidos dentro do espectro sonoro humano. 02. O nível de intensidade percebido pelo ouvido humano, medido em decibéis, depende da intensidade do som produzido pela fonte de emissão do som. 04. O ouvido humano pode distinguir todos os tipos de som, independentemente da frequência das ondas sonoras que os compõe. 08. A orelha humana, que é composta pelas orelhas externa, média e interna, é o órgão responsável pela audição e pelo equilíbrio do corpo humano. 16. A frequência de uma onda sonora é determinada pela frequência da fonte geradora, e sua velocidade de propagação depende das características do meio em que essa onda se propaga. 230 - (UEPA/2012) Durante as obras para a construção de um edifício, um operário deixa cair um capacete de uma altura de 80 metros, o qual atinge uma placa de metal no solo, produzindo um som de intensidadeigual a 10–4 W/m2 e de frequência igual a 160 Hz. Considerando a velocidade do som no ar igual a 320 m/s, analise as afirmativas abaixo. I. A partir do momento da queda do capacete, o som do impacto deste com a placa de metal no solo será ouvido pelo operário no instante t = 0,25 s. II. O nível sonoro produzido no choque do capacete com a placa foi de 60 dB. III. O comprimento de onda do som produzido foi de 2 m. IV. Se a intensidade do som decair para 10–8 W/m2, o nível sonoro diminuirá para a metade do nível original. Dados: g=10 m/s2 Limiar da audibilidade igual a 10–12 W/m2 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica De acordo com as afirmativas acima, a alternativa correta é: a) I e II b) I e III c) I e IV d) II e III e) III e IV 231 - (UEPA/2013) Um professor de física interessado em adquirir um carro novo decidiu consultar uma página da internet especializada em mecânica de automóveis, de modo a adquirir informações importantes para a sua escolha de compra. Dentre os dados de conforto, o professor deparou-se com a seguinte tabela de nível sonoro do ruído interno, com as janelas fechadas e com o motor ligado: Admita que exista uma relação matemática entre o nível sonoro e a velocidade, válida em toda a faixa de velocidades mostrada na tabela. Nesse sentido, são feitas as seguintes afirmações: I. A variação do nível sonoro do ruído interno é diretamente proporcional à variação da velocidade do automóvel. II. Se o ruído interno for igual a 62,5 dB, o veículo estará dentro do limite de velocidade brasileiro para zonas urbanas. III. A intensidade sonora da onda que chega aos tímpanos do motorista, quando o veículo se move a 80 km/h, é igual a 10–6 W/m2. IV. Sabendo que o nível sonoro de uma conversa em tom normal é 58 dB, a velocidade na qual o ruído atinge esse nível é 70 km/h. Dado: Limiar de audibilidade = 10–12 W/m2 A alternativa que contém todas as afirmativas corretas é: a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV 232 - (UFAL/2013) Apesar de as ondas sonoras serem de grande importância tanto para os seres humanos quanto para animais, em muitas situações essas ondas são indesejáveis. Uma situação comum é a produção de ruídos pelos motores de automóveis. Com relação às ondas sonoras, qual das opções a seguir está correta? a) A onda sonora é uma onda mecânica e por isso não sofre os efeitos de interferência e difração o que implica uma grande dificuldade de eliminar ruídos. b) Como as ondas sonoras obedecem ao princípio da superposição, é possível eliminar ruídos indesejáveis produzindo ondas que interfiram destrutivamente com as do ruído. c) Os morcegos se orientam utilizando ondas ultrassônicas e, desta forma, poderiam localizar-se no vácuo. d) A velocidade do som é a mesma em todos os referenciais inerciais. e) A interferência é o fenômeno que explica a razão pela qual uma pessoa que se encontra atrás de um muro escuta o barulho do motor de um automóvel localizado do outro lado desse muro. 233 - (UFAL/2013) Os seres humanos e muitos outros animais usam sons para se comunicar; contudo, alguns animais como os morcegos usam ondas sonoras para localizar suas presas. Para isso, o morcego emite uma onda sonora que é refletida na presa. Pelo tempo que a onda leva para retornar, ou seja, o tempo gasto até que o animal perceba o eco do som emitido, dá para se estimar a distância em que se encontra a presa. Esse processo é conhecido como ecolocalização. Os morcegos podem emitir ondas sonoras extremamente agudas, cuja frequência pode chegar a 150.000 Hz e velocidade de 340 m/s no ar. Considerando que o morcego está em repouso em relação à presa, se após emitir uma onda sonora um morcego percebe o eco após 0,02 s, qual a distância em que se encontra sua provável presa? a) 6,8 m. b) 3,0 m. c) 3,4 m. d) 68 m. e) 34 m. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 234 - (UFG GO/2013) Um ferreiro molda uma peça metálica sobre uma bigorna (A) com marteladas a uma frequência constante de 2 Hz. Um estudante (B) pode ouvir os sons produzidos pelas marteladas, bem como os ecos provenientes da parede (C), conforme ilustra a figura. Considerando-se o exposto, qual deve ser a menor distância d, entre a bigorna e a parede, para que o estudante não ouça os ecos das marteladas? Dado: Velocidade do som no ar: 340 m/s a) 42 m b) 85 m c) 128 m d) 170 m e) 340 m 235 - (UFU MG/2013) Em algumas cenas de filmes antigos de faroeste, os índios norte-americanos detectavam a chegada da cavalaria dos “caras pálidas” encostando o ouvido no chão. A figura abaixo ilustra uma situação em que a cavalaria emite um sinal com frequência de 440 Hz para iniciar o ataque aos índios, os quais a esperam do outro lado do lago. Considere que o som se propaga sem atenuações com velocidade de 319 m/s no ar, 1.320 m/s na água e 5.720 m/s no solo. Com base nas informações dadas, marque, para as afirmativas abaixo, (V) Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção. 1. Os índios ouvirão o sinal de ataque da cavalaria 18,5s antes de colocarem o ouvido no chão. 2. O sinal se propaga na água com comprimento de onda de 3m, que é maior do que o comprimento de onda do sinal que se propagaria no solo. 3. Os índios perceberão que, com a aproximação da cavalaria em direção à margem do lago, o som produzido pelatropa ficará mais grave com o passar do tempo. 4. A situação ideal para a propagação do som entre os índios e a cavalaria ocorre quando existe vácuo entre eles, pois no vácuo o som se propaga com velocidade igual à da luz, que é de 300.000 km/s. 236 - (Unifacs BA/2013) As cavernas que muitos consideram inóspitas e ameaçadoras são essenciais para a conservação da biodiversidade, servindo de abrigo e de fonte primária de alimento para grande número de espécies. Entre todas as interações que acontecem nesses ambientes, nenhuma é tão intrigante quanto as mantidas com os morcegos. Sem as cavernas, boa parte das espécies desses animais não existiria, e sem os morcegos muitas cavernas estariam condenadas. Portanto, não se pode associá-las apenas a trevas e malefícios: as cavernas contêm mais vida do que se imagina. Normalmente, os ambientes cavernícolas oferecem condições físicas ideais de temperatura e umidade para a ocupação por morcegos. Quando se fala na preservação da diversidade desses animais, é comum surgir a pergunta: conservar morcegos para quê? Um argumento relevante vem dos Estados Unidos. Todos os anos, esse país economiza mais de US$4,5 milhões em pesticidas graças aos morcegos insetívoros que, todos os dias, no fim da tarde, voam em direção às fazendas em busca de alimento. Esses grandes grupos podem consumir, em apenas uma noite, mais de 200 toneladas de insetos causadores de pragas agrícolas. Alguns trabalhos indicam que esses pequenos mamíferos são os principais responsáveis pela entrada de nutrientes nas cavernas e que a matéria orgânica trazida por eles é a única fonte de energia utilizada por diversos invertebrados cavernícolas. Os restos de alimentos levados para a caverna, juntamente com as fezes dos morcegos, acumulam- se no chão das cavernas, formando uma espessa e nutritiva camada de matéria orgânica em decomposição, chamada guano. O guano abundante oferece uma dieta rica para invertebrados, e esses atraem predadores vertebrados não residentes, que frequentam as cavernas apenas para se alimentar. Essa situação torna a presença dos morcegos indispensável para a existência de vida nesse ambiente: eles fornecem a matéria orgânica que dá início à cadeia alimentar, gerando um microssistema ecológico complexo, de vital importância para grande número de espécies. (NOVAES, 2012, p. 41-43). NOVAES, Roberto Leonam Morim. Morcegos e cavernas: Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústicahistória escondida de evolução, conservação e preconceito. Ciência Hoje. São Paulo: Duetto, n. 294, jul. 2012. Tratando-se de propriedades físicas das ondas ultrassônicas, como as emitidas pelos morcegos, marque com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas. ( ) O ultrassom é representado por uma onda transversal que se propaga no vácuo com velocidade máxima de aproximadamente 3,0108m/s. ( ) O ultrassom se propaga com velocidade de módulo constante em uma região do corpo humano, que preserva a intensidade do sinal. ( ) O ultrassom, ao se propagar em um meio elástico, com interfaces de densidades diferentes, pode se refratar e se refletir. ( ) A onda sonora com frequência 20kHz que se propaga no osso do corpo humano, com velocidade de 3.500m/s, tem comprimento de onda igual a 17,5cm. ( ) A energia de vibração mecânica transmitida por um feixe ultrassônico de intensidade 100mW/cm2 que incide sobre uma área de 1,0cm2 a cada segundo é igual a 1,010–1J. A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a 01. F V F V F 02. F F V V V 03. V F V F V 04. V F F V V 05. V V F F F 237 - (FUVEST SP/2014) O resultado do exame de audiometria de uma pessoa é mostrado nas figuras abaixo. Os gráficos representam o nível de intensidade sonora mínima I, em decibéis (dB), audível por suas orelhas direita e esquerda, em função da frequência f do som, em kHz. A comparação desse resultado com o de exames anteriores mostrou que, com o passar dos anos, ela teve perda auditiva. Com base nessas informações, foram feitas as seguintes afirmações sobre a audição dessa pessoa: I. Ela ouve sons de frequência de 6 kHz e intensidade de 20 dB com a orelha direita, mas não com a esquerda. II. Um sussurro de 15 dB e frequência de 0,25 kHz é ouvido por ambas as orelhas. III. A diminuição de sua sensibilidade auditiva, com o passar do tempo, pode ser atribuída a degenerações dos ossos martelo, bigorna e estribo, da orelha externa, onde ocorre a conversão do som em impulsos elétricos. É correto apenas o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e III. e) II e III. 238 - (IFGO/2013) Os fenômenos sonoros estão relacionados com as vibrações dos ‘objetos materiais’. Sempre que escutamos um som, há um ‘objeto material’ que vibra, produzindo esse som. Por exemplo: quando uma pessoa fala, o som que ela emite é produzido pelas vibrações de suas pregas vocais; quando batemos em um tambor, em um pedaço de madeira ou de metal, esses ‘objetos’ vibram e emitem som; as cordas de um piano ou de um violão também emitem som quando estão em vibração etc. Todos esses ‘objetos’ são fontes sonoras que, ao vibrar, produzem ondas que se propagam no meio material (sólido, líquido ou gasoso) situado entre elas e a nossa orelha. Ao penetrar na orelha, essas ondas provocam vibrações que nos causam as sensações sonoras ALVARENGA, B.; MÁXIMO, A. Física contexto e aplicações. Volume 2, p. 310. A respeito do som e dos fenômenos a ele relacionados, assinale a alternativa correta. a) O som é classificado como uma onda mecânica que, quando se propaga no ar, produz nele vibrações transversais. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica b) Altura, intensidade e timbre são qualidades fisiológicas do som, sendo que a altura é uma característica relacionada com a potência da fonte sonora. c) A frequência do som é uma característica da fonte sonora que o emitiu e, portanto, não depende do meio de propagação. d) Reflexão, refração, difração, polarização e interferência são fenômenos ondulatórios que podem ocorrer com o som. e) A expressão v = . f mostra que a velocidade de propagação do som em um meio é inversamente proporcional ao seu comprimento de onda nesse meio. 239 - (Unifacs BA/2013) Engenheiros biomédicos estão desenvolvendo pequenos monitores implantáveis, que podem eliminar parte das conjecturas sobre como melhor tratar os pacientes com doenças crônicas, como as cardíacas ou a diabetes. Esses monitores podem desempenhar um papel mais ativo no tratamento não só detectando arritmias perigosas, por exemplo, mas também fazendo um coração parado de volta à vida. Caso detecte ataque iminente, o aparelho vibra e faz um Pager externo emitir um sinal sonoro e luminoso, alertando o paciente ou outros a buscarem ajuda. (SHUTE, et al., p. 14-19, 2012). Tratando-se de um sinal sonoro, como aquele emitido pelos monitores implantáveis, com base nos conhecimentos de Física, pode-se afirmar: 01. A excitação do sistema auditivo humano varia em proporção direta com a intensidade física do som. 02. A frequência do som fundamental emitido por um instrumento é determinada pela média aritmética das frequências dos harmônicos. 03. A equação fundamental da mecânica ondulatória, = vT, sendo o comprimento de onda, v a velocidade de propagação e T o período, só tem validade para ondas transversais. 04. A diferença entre as distâncias percorridas pelas ondas sonoras, desde as respectivas fontes até o ponto de superposição construtiva, é expressa como , 2 Kd sendo k = 0, 2, 4.... 05. A intensidade física de uma onda sonora não pode ser definida como a medida da energia que atravessa uma superfície pela área da superfície na unidade do tempo porque essa onda não é transversal. 240 - (IFGO/2014) De modo geral, quando há movimento relativo entre uma fonte de ondas e um observador, a frequência medida ou observada é diferente da frequência emitida pela fonte. A essa distorção da frequência se dá o nome de Efeito Doppler, em homenagem ao físico austríaco Christian Johan Doppler, de quem se têm os primeiros relatos de observação desse fenômeno. Sobre o efeito Doppler, pode-se afirmar corretamente que: a) para uma fonte sonora que se aproxima de um ouvinte, o som se tornará mais grave do que o som emitido pela fonte. b) o Efeito Doppler pode ser observado para luz quando, por exemplo, uma galáxia que se afasta da Terra tem sua frequência de luz desviada para o vermelho. c) ao se afastar de uma fonte sonora, o som percebido por um ouvinte será mais agudo do que o som emitido pela fonte. d) mesmo que a fonte sonora e o ouvinte se movam paralelamente, no mesmo sentido e com mesma velocidade, haverá distorção sonora para o ouvinte. e) somente será percebido o Efeito Doppler para ondas mecânicas. 241 - (UEL PR/2014) As ambulâncias, comuns nas grandes cidades, quando transitam com suas sirenes ligadas, causam ao sentido auditivo de pedestres parados a percepção de um fenômeno sonoro denominado efeito Doppler. Sobre a aproximação da sirene em relação a um pedestre parado, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o efeito sonoro percebido por ele causado pelo efeito Doppler. a) Aumento no comprimento da onda sonora. b) Aumento na amplitude da onda sonora. c) Aumento na frequência da onda sonora. d) Aumento na intensidade da onda sonora. e) Aumento na velocidade da onda sonora. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 242 - (UEL PR/2014) A poluição sonora em grandes cidades é um problema de saúde pública. A classificação do som como forte ou fraco está relacionada ao nível de intensidade sonora I, medido em watt/m2. A menor intensidade audível, ou limiar de audibilidade, possui intensidade I0 = 10–12 watt/m2, para a frequência de 1000 Hz. A relação entre as intensidades sonoras permite calcular o nível sonoro, NS, do ambiente, em decibéis (dB), dado pela fórmula 0I Ilog10NS . A tabela a seguir mostra a relação do nível sonoro com o tempo máximo de exposição a ruídos. Com base nessa tabela, no texto e supondo que o ruído em uma avenida com trânsito congestionado tenha intensidade de 10–3 watt/m2, considere as afirmativas a seguir. I. O nível sonoro para um ruído dessa intensidade é de 90 dB. II. O tempo máximo em horas de exposiçãoa esse ruído, a fim de evitar lesões auditivas irreversíveis, é de 4 horas. III. Se a intensidade sonora considerada for igual ao limiar de audibilidade, então o nível sonoro é de 1 dB. IV. Sons de intensidade de 1 watt/m2 correspondem ao nível sonoro de 100 dB. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 243 - (ESCS DF/2014) Para extrair excesso de gordura do corpo humano, podem ser utilizadas várias técnicas ou procedimentos, que dependem da quantidade e da localização da gordura a ser retirada. A seguir, são descritos quatro procedimentos. • No procedimento clássico, adequado para cirurgias simples como as de culotes, utiliza-se uma cânula, que tem a forma de um tubo, por meio da qual o cirurgião retira a gordura, fazendo movimento de vai-e-vem. • O procedimento utilizado na lipoescultura, em que se exige precisão, é realizado por intermédio de uma seringa acoplada à cânula e, por meio de sucção manual, a gordura é retirada. • Na técnica de ultrassom, ideal para extração de gordura mais consistente, um aparelho gerador de ondas é acoplado à cânula e faz que esta vibre, penetrando mais facilmente na pele. • Na técnica apropriada para remover celulite, utiliza-se um aparelho vibrolipoaspirador, que substitui o movimento de vai-e-vem do cirurgião no procedimento clássico. A respeito desses procedimentos, nos quais se aplicam conceitos de física, como pressão, ondas ultrassônicas e vibração, assinale a opção correta. a) Ao contrário das ondas luminosas, o som não sofre refração. b) Ao se puxar o êmbolo de uma seringa para colher material em estado líquido, este é aspirado porque a pressão dentro da seringa diminui devido ao aumento do volume interno, e a pressão externa, por ser maior, empurra o material para dentro da seringa. c) A pressão é uma grandeza vetorial, pois é definida como força (grandeza vetorial) por unidade de área (grandeza escalar). d) Considere que o aparelho de ultrassom gere uma onda em 22 kHz. Nesse caso, sabendo-se que o som se propaga na água com 1.450 m/s, conclui-se que o comprimento de onda do ultrassom, na água, é maior que 0,1 m. 244 - (ESCS DF/2014) Considere que o ouvido humano seja capaz de detectar dois sons que estejam separados no tempo por, no mínimo, 0,1 segundo. Como a velocidade do som no ar é 340 m/s, nesse tempo, o espaço percorrido pelo som será de 34 metros. A partir dessas informações, assinale a opção correta. a) Uma onda estacionária possui momento linear, mas não transfere energia. b) A reflexão de uma onda sonora por um obstáculo depende da frequência da onda emitida. c) Se uma pessoa que estiver a menos de 17 metros de um obstáculo emitir um som, ela não perceberá eco, ou seja, não detectará a reflexão do som no obstáculo. d) Se uma pessoa que estiver entre 17 m e 34 m de um obstáculo emitir um som, ela não perceberá eco se a onda refletida mantiver sua fase invariável. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 245 - (UEPA/2014) Um decibelímetro é um instrumento utilizado para medir o nível de intensidade sonora. Um fiscal, utilizando um decibelímetro, verificou que, num local onde ocorria uma festa dançante, o nível de intensidade sonora era 100 dB. Considerando que a potência da caixa de som era 48 W, a distância do fiscal para esta fonte sonora era, em metros, igual a: a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 246 - (UEPA/2014) Em uma brincadeira infantil conhecida como “telefone de barbante”, duas crianças prendem as extremidades de um barbante, que é mantido esticado, no fundo de dois copos descartáveis, conforme mostrado na figura abaixo. O funcionamento do brinquedo é baseado no fato de que os sons produzidos por uma das crianças é coletado em um dos copos e, em seguida, transmitido ao outro copo por meio do fio, na forma de um pulso mecânico. Admita que o fio de densidade volumétrica tenha um comprimento igual a L, diâmetro d e esteja submetido a uma força de tração F. Sob essas condições, afirma-se que o pulso transmitido pelo fio propaga-se a uma velocidade dada por: Fonte: portal.de.ibge.gov.br/portaldatelefonia. Acesso em 02/10/2013. a) . F d 2 b) F d. 2 c) . F d 1 d) . F d.2 L e) F d L2 247 - (UEPA/2014) A mais importante forma de comunicação empregada pelos seres humanos é a fala, a qual está baseada na propagação de ondas sonoras no ar. O fenômeno conhecido como eco ocorre quando uma onda sonora é emitida por um observador sobre reflexão e retorna aos seus ouvidos após um intervalo de tempo de, pelo menos, t segundos, sendo este t o mínimo intervalo de tempo necessário para que um ser humano seja capaz de distinguir a onda refletida da onda original. Uma maneira interessante de produzir esse fenômeno é o tubo de eco (ver figura abaixo), um tubo cilíndrico de 18 m de comprimento e fechado em uma das extremidades. Um estudante posicionado na extremidade aberta do tubo e emitindo um som vocal perceberá claramente o fenômeno do eco. Por outro lado, se o comprimento do tubo cilíndrico fosse inferior a 18 m, o estudante não conseguiria distinguir os dois sons. Sabendo que a uma temperatura média de 30°C a velocidade do som é aproximadamente 350 m/s, afirma-se que o tempo t é, em s, igual a: Fonte: http://www.cienciaprima.com.br/ produtos_acustica.php. Acesso em 14/09/2013. a) 0,05 b) 0,10 c) 0,15 d) 0,20 e) 0,25 248 - (ITA SP/2002) Um pesquisador percebe que a frequência de uma nota emitida pela buzina de um automóvel parece cair de 284 Hz para 266 Hz à medida que o automóvel passa por ele. Sabendo que a velocidade do som no ar é 330m/s, qual das alternativas melhor representa a velocidade do automóvel? a) 10,8m/s b) 21,6m/s c) 5,4m/s d) 16,2m/s e) 8,6m/s http://www.cienciaprima.com.br/ Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 249 - (UDESC/2005) A figura representa uma onda estacionária que se forma em um tubo sonoro que tem uma extremidade aberta e a outra fechada. Sabendo-se que a velocidade do som no ar é 340 m/s, calcule a freqüência do som emitido pelo tubo e assinale a alternativa CORRETA. a) 544 Hz b) 680 Hz c) 1360 Hz d) 340 Hz e) 425 Hz 250 - (FURG RS/2000) A voz humana é produzida pelas vibrações de duas membranas - as cordas vocais – que entram em vibração quando o ar proveniente dos pulmões é forçado a passar pela fenda existente entre elas. As cordas vocais das mulheres vibram, em geral, com freqüência mais alta do que as dos homens, determinando que elas emitam sons agudos (voz “fina”), e eles, sons graves (voz “grossa”). A propriedade do som que nos permite distinguir um som agudo de um grave é denominada: a) intensidade. b) amplitude. c) velocidade. d) timbre. e) altura. 251 - (EFEI/2001) Uma corda de violão de 64 cm de comprimento emite uma nota Sol (f = 392 Hz) quando tocada. Que comprimento deve ter essa mesma corda para que emita uma nota Lá (f = 440 Hz)? 252 - (ESCS DF/2005) Considere uma corda longa que tem seu extremo direito fixo. A tensão na corda é 10 N e a sua densidade linear de massa é 0,1 kg/m. Por ela se propaga um pulso triangular simétrico, de altura 20 cm e extensão 4 m. No instante em consideração, t0 = 0 s, a frente do pulso se encontra a uma distância de 18 m da parede e o pulso está se aproximando da parede, como indica a figura. Seja P o ponto da corda localizado a 1 m da parede. No instante t1 = 2s o deslocamento vertical do ponto P, designado por yP, o módulo de sua velocidade, vP, e o sentido de seu movimento, são dados, respectivamente, por: a) yP = 0 m, vP = 2 m/s e para cima; b)yP = 20 cm, vP = 1 m/s e para baixo; c) yP = 0 m, vP = 2 m/s e para baixo; d) yP = 10 cm, vP = 2 m/s e para cima; e) yP = 0 m, vP = 1 m/s e para baixo. 253 - (UFMTM MG/2001) Sabendo-se que um certo indivíduo é capaz de ouvir sons cuja freqüência está entre 10 e 10.000 Hz, calcule o número de modos normais de vibração, audíveis para esse indivíduo, produzidos por uma corda de 20g e 20cm mantida sob uma tensão de 1000 N. Considere que a velocidade de propagação da onda mecânica ao longo da corda é dada por , onde T é a tensão e é a densidade linear da corda. 254 - (UFF RJ/1998) Um tubo sonoro com 30 cm de comprimento tem uma extremidade aberta e outra fechada. O maior comprimento de onda com o qual este tubo pode ressoar é: a) 30 cm b) 60 cm c) 120 cm d) 240 cm e) 360 cm 255 - (UFJF MG/2001) O "conduto auditivo" humano pode ser representado de forma aproximada por um tubo cilíndrico de 2,5 cm de comprimento (veja a figura). 2,5cm A freqüência fundamental do som que forma ondas estacionárias nesse tubo é: a) 340 Hz. b) 3,4 kHz. c) 850 Hz. d) 1,7 kHz. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 256 - (PUC RS/1999) Um tubo sonoro ressoa com mais intensidade na freqüência 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 340 m/s, conclui-se que a distância entre dois nós consecutivos é de ____ cm. a) 15 b) 20 c) 25 d) 30 e) 40 257 - (UnB DF/1991) Julgue as questões. 00. A freqüência fundamental da nota emitida por uma corda vibrante de violino é 440 Hz (lá 3). Para se focar uma nota mais aguda, de freqüência fundamental 528Hz (dó 4), o violinista deve prender a corda com o dedo, diminuindo a porção vibrante para 7 5 do seu comprimento inicial. 01. O efeito Doppler ocorre por conseqüência do movimento da fonte sonora, do receptor, ou de ambos, alterando a freqüência do som. 02. Gerando dois conjuntos de ondas circulares de mesma freqüÊncia em fase na superfície líquida, as linhas nodais de interferência são os lugares geométricos dos pontos cuja diferença de distância aos dois centros das ondas é proporcional à metade do comprimento de onda. 03. Uma onda sonora com comprimento de propagação de onda 7m é transmitida na extremidade de uma barra metálica, onde sua velocidade de propagação é de 3.500 m/s. Acoplando-se a outra extremidade numa segunda barra metálica, onde a velocidade agora vale 5000 m/s, o comprimento de onda nesta barra vale 10m. 258 - (UnB DF/1992) Julgue os itens abaixo. 00. A velocidade de propagação de uma onda transversal em uma corda homogênea de comprimento L e massa m, submetida a uma tensão F, é m FLv . 01. Quando uma onda passa de um meio para outro, sua freqüência f permanece inalterada. 02. A distância entre dois pontos consecutivos de máxima amplitude, em uma onda estacionária, é 4 . 03. Dois pulsos idênticos, mas de fases invertidas, movendo-se em sentidos contrários em uma corda, se anulam ao se encontrarem, fazendo com que a configuração da corda, a partir deste instante seja a de uma linha reta. 04. A equação de uma onda senoidal que progride da esquerda para a direita é y = A sen )- Ttx(2 , onde A pe a amplitude, é o comprimento de onda e T o período da onda. 259 - (UnB DF/1993) Julgue os itens. 00. A freqüência fundamental de ressonância de um tubo aberto em ambas as extremidades é maior que de um tubo de mesmo comprimento, mas que tenha uma de suas extremidades fechada. 01. Quando um feixe de luz monocromático passa do ar para o vidro, a sua velocidade de propagação não se altera. 02. Uma onda sonora é gerada na superfície da Terra e se propaga verticalmente para cima. À medida que a onda vai encontrando o ar mais rarefeito, sua freqüência vai diminuindo. 03. A lei de snell para refração é uma conseqüência do princípio de Fermat. 04. Uma massa M, presa a uma mola de constante K, oscila com freqüência f. Cortando-se a mola ao meio e colocando-se a mesma massa para oscilar, presa a esta mola, a nova freqüência de oscilação será igual a f2 . 260 - (UEM PR/2006) O violão é um instrumento de cordas cujas extremidades são fixas. Quando tangidas, as cordas vibram, provocando compressões e rarefações no ar. O som emitido pelas cordas é amplificado pela caixa do instrumento, que vibra juntamente com elas e com o ar contido em seu interior. Considere um violão com cordas do mesmo material, mas de diferentes espessuras e assinale a alternativa correta. a) Ao tanger uma das cordas livres do violão, ela vibrará com uma determinada freqüência; se o músico tanger a mesma corda pressionada em alguma altura do braço do violão, esta vibrará com uma freqüência maior. b) Quanto maior a tensão a que uma corda está sujeita menor será a freqüência de vibração da mesma. c) As cordas do violão possuem o mesmo comprimento e diferentes espessuras para que possam vibrar na mesma freqüência quando sujeitas à mesma tensão. d) A freqüência independe do comprimento da corda tangida. e) A velocidade do som na corda é diretamente proporcional à densidade da corda. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 261 - (UnB DF/2001) As vibrações transversais de cordas de instrumentos musicais causam variações na densidade do ar ao seu redor, provocando compressões e rarefações periódicas que, propagando-se no ar, constituirão, assim, ondas sonoras propagantes. No modo fundamental, também chamado primeiro harmônico, a freqüência de vibração f de uma corda com as extremidades fixas é descrita pela expressão T L2 1 na qual T é a tensão, L é o comprimento e é a densidade linear de massa da corda. Com base nessas informações, julgue os itens a seguir. 01. A onda sonora emitida por uma corda, vibrando em seu modo fundamental, tem comprimento de onda igual ao dobro do comprimento da corda. 02. No modo fundamental, a freqüência de vibração da corda será reduzida pela metade se a tensão for aumentada em 25%. 03. Uma mesma nota musical emitida por instrumentos musicais diferentes possui a mesma freqüência fundamental de vibração. 04. Em um instrumento de várias cordas, todas mantidas sob a mesma tensão e com o mesmo comprimento, as cordas de tonalidades mais graves são as de maior densidade linear de massa. 05. Uma corda vibrando em seu segundo harmônico possui o dobro de nós apresentados pelo primeiro harmônico. 262 - (UERJ/1996) 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 abaixo: Onda-1 Onda-2 Representando o comprimento de onda e o período de cada onda respectivamente por I e TI ; II e TII e comparando estas grandezas, é possível concluir que: a) I < II e TI < TII b) I < II e TI > TII c) I > II e TI < TII d) I > II e TI > TII 263 - (FUNREI MG/1998) A figura abaixo representa três tubos acústicos de comprimento D. TUBO I TUBO II TUBO III Com relação às freqüências de seus modos de vibração fundamentais, é correto afirmar que: a) FI = FII = FIII b) FI = 2FII = 4FIII c) 2FII = FI = FIII d) FIII = 2FII = 4FI 264 - (FUVEST SP/1997) O som de freqüência mais baixa, dita fundamental, emitido por um tubo sonoro fechado numa extremidade, corresponde a um comprimento de onda igual a quatro vezes o comprimento L do tubo. Sabe-se que o valor v da velocidade do som no ar pode ser obtido pela expressão v = 20 , onde v é em m/s e T é a temperatura absoluta do ar em kelvin (K). Quando o tubo contém ar e estando ambos a 300 K (temperatura ambiente), a freqüência fundamental emitida é f0 = 500 hertz. a) Determine o comprimento L do tubo. b) Desprezando a dilataçãodo tubo, determine a temperatura T, comum ao tubo e ao ar nele contido, na qual a freqüência fundamental emitida é 2f0. c) Considerando agora a dilatação do tubo, o valor da freqüência fundamental emitida à temperatura T, calculada no item anterior, será maior, igual ou menor do que 2f0? Justifique. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 265 - (PUC MG/1999) A figura abaixo representa a propagação de um único pulso em uma corda, com o sentido da propagação indicado pela seta. Os pontos numerados são pontos da corda, que poderão ou não ter um movimento vertical em virtude do fenômeno que está ocorrendo. Sobre tal movimento, é CORRETO dizer que, no instante representado na figura: 5 4 3 2 1 a) as partículas 2, 3 e 4 estão movendo-se para cima. b) as partículas 1, 3 e 5 estão movendo-se para cima. c) a partícula 2 está movendo-se para baixo e a partícula 4 está movendo-se para cima. d) a partícula 2 está movendo-se para cima e a partícula 4 está movendo-se para baixo. e) as partículas 2, 3 e 4 estão movendo-se para baixo. 266 - (UNIUBE MG/1998) Um fio de náilon de 80cm de comprimento e com extremos fixos é tracionada por uma força. Ao ser excitada por uma fonte de 100 Hz, origina uma onde estacionária de três nós. A velocidade de propagação da onda no fio é, em m/s, igual a a) 20 b) 40 c) 80 d) 140 e) 180 267 - (UFMG/1995) Seis cordas de um violão têm espessuras diferentes e emitem sons que são percebidos pelo ouvido de forma diferente. No entanto, com boa aproximação, pode-se afirmar que todas elas emitem ondas sonoras que, no ar, têm: a) a mesma altura. b) a mesma freqüência. c) a mesma intensidade. d) a mesma velocidade. e) o mesmo comprimento de onda. 268 - (UFMG/1997) Uma onda sonora de uma determinada freqüência está se propagando dentro de um tubo com gás. A figura representa, em um dado instante, a densidade de moléculas do gás dentro do tubo: região mais escura corresponde a maior densidade. Se a fonte sonora que emitiu esse som aumentar sua intensidade, a) a densidade do gás na região M aumenta e a densidade em N diminui; b) a densidade do gás na região M diminui e a densidade em N aumenta; c) a distâncias entre as regiões M e N aumenta; d) a distâncias entre as regiões M e N diminui. 269 - (UFMG/2000) Ao tocar um violão, um músico produz ondas nas cordas desse instrumento. Em conseqüência, são produzidas ondas sonoras que se propagam no ar. Comparando-se uma onda produzida em uma das cordas do violão com a onda sonora correspondente, é CORRETO afirmar que as duas têm a) a mesma amplitude. b) a mesma freqüência. c) a mesma velocidade de propagação. d) o mesmo comprimento de onda. 270 - (ITA SP/2004) Um tubo sonoro de comprimento , fechado numa das extremidades, entra em ressonância, no seu modo fundamental, com o som emitido por um fio, fixado nos extremos, que também vibra no modo fundamental. Sendo L o comprimento do fio, m sua massa e c, a velocidade do som no ar, pode-se afirmar que a tensão submetida ao fio é dada por a) 2( / 2L)c m . b) 2( / 2 )c mL . c) 2( / )c mL . d) 2( / )c m . e) n.d.a. 271 - (UFPE/2002) Uma corda de violão de 1,0 m de comprimento tem massa de 20 g. Considerando que a velocidade (v) de uma onda na corda, a tensão (T) e a densidade linear de massa da corda () estão relacionadas por v = T , calcule a tensão, em unidades de 102N, que deve ser aplicada na corda, para afiná-la em dó médio (260 Hz), de modo que o comprimento da corda seja igual a meio comprimento de onda. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 272 - (FUVEST SP) Uma corda de violão tem 0,60 m de comprimento. Os três maiores comprimentos de ondas estacionárias que se podem estabelecer nessa corda são (em metros): a) 1,20; 0,60; 0,40; b) 1,20; 0,60; 0,30; c) 0,60; 0,30; 0,20; d) 0,60; 0,30; 0,15; e) 0,60; 0,20; 0,12. 273 - (FUVEST SP) Uma corda, presa em ambas as extremidades, oscila com um comprimento de onda de 60 cm. Os três menores valores possíveis para o comprimento da corda, em cm, são: a) 30, 60 e 90; b) 30, 60 e 120; c) 60, 90 e 120; d) 60, 120 e 240; e) 120, 180 e 240. 274 - (PUCCAMP SP/1982) Uma corda homogênea de 75 cm de comprimento e densidade linear de massa 1,44.10–4 g/cm, está fixa nas extremidades. Ela emite o som fundamental, quando submetida a uma força de tração de 10 N. A freqüência do som fundamental será: a) 556 Hz. b) 500 Hz. c) 600 Hz. d) 400 Hz. e) n.d.a. 275 - (ITA SP) Uma corda de 2,00m de comprimento e massa igual a 2,00.10–2 kg (uniformemente distribuída) está submetida a uma força de tração de 1,00.102 N. A corda é obrigada a vibrar, de modo a realizar o modo normal correspondente à freqüência mais baixa. Calcular a freqüência de vibração dos pontos da corda. a) 25 Hz b) 50 Hz c) Hz 2 25 d) Hz225 e) Hz250 276 - (FMABC SP/1982) Têm-se duas cordas sonoras de mesmo material: uma delas tem 60,0 cm de comprimento, 1,00 mm de diâmetro, é tensa por um peso de 4,00 kgf e vibra com freqüência fundamental de 400 cps; a outra tem 40,0 cm de comprimento, 2,00 mm de diâmetro e é tensa por peso de 9,00 kgf. A freqüência fundamental desta corda vale: a) 450 cps b) 800 cps c) 600 cps d) 60 cps e) 150 cps 277 - (FATEC SP/1982) Um tubo sonoro fechado tem comprimento e é soprado com ar, continuamente. a) O fenômeno que se estabelece dentro do tubo é chamado ‘onda corrente” (onda que progride). b) Na extremidade fechada, produz-se um “ventre” de vibração. c) O som mais grave qye o tubo emite tem comprimento de onda 4. d) O tubo pode emitir som tendo comprimento de onda 2. e) n.d.a. 278 - (OSEC SP) Um tubo sonoro aberto mede 1,20 m. O comprimento de onda do som fundamental é: a) 1,00m; b) 1,20m; c) 2,40m; d) 3,60m; e) 4,80m. 279 - (MACK SP) Um tubo sonoro fechado, cheio de ar, emite um som fundamental de freqüência 250 Hz. Sendo a velocidade do som no ar igual a 340 m.s–1, o comprimento do tubo é: a) 34 cm; b) 68 cm; c) 17 cm; d) 136 cm; e) n.d.a. 280 - (ITA SP) Dois tubos de órgão, A e B, têm o mesmo comprimento L, sendo que A é fechado e B é aberto. Sejam fA e fB as freqüências fundamentais emitidas, respectivamente, por A e B. Designado por v a velocidade do som no ar, podemos afirmar que: a) fA = 2fB b) L2 v Af c) L4 v Bf d) fA = 4fB e) L4 v Af Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 281 - (MACK SP) Considere a velocidade do som no ar igual a 330 m.s– 1. O menor comprimento de um tubo sonoro que entra em ressonância com um diapasão de freqüência 440 Hz é de, aproximadamente: a) 19 cm b) 33 cm c) 38 cm d) 67 cm e) 75 cm 282 - (CESGRANRIO RJ) O maior tubo do órgão de uma catedral tem comprimento de 10m; o tubo menor tem comprimento de 2,0cm. Os tubos são abertos; a velocidade do som no ar é de 340 m/s. Quais são os valores extremos da faixa de freqüências sonoras que o órgão pode emitir, sabendo-se que os tubos ressoam no fundamental? Menor freqüência Maior freqüência a) 17 Hz 8,5.103 Hz b) 14 Hz 6,8.103 Hz c) 17 Hz 3,4.103 Hz d) 2,0 Hz 8,5.103 Hz e) 2,0 Hz 1,0.103 Hz 283 - (ITA SP/1982) Um tubo sonoro aberto em uma das extremidades e fechado na outra apresenta uma freqüência fundamental de 200 Hz. Sabendo-se que o intervalo de freqüências audíveis é aproximadamente de 20,0 a 16000 Hz pode-se afirmar que o número de freqüências audíveis emitidas pelo tubo e, aproximadamente: a) 1430 b) 200 c) 80 d) 40 e) 20 284 - (UNESP/1998) Um tubo de 1,0m de comprimento é fechado em uma das extremidades. Um fio esticado é colocado transversalmente próximo da extremidade aberta. Ofio, de 0,40 m de comprimento e massa de 8,0 g, está preso em ambas as extremidades e vibra em seu modo fundamental. Em conseqüência, coluna de ar vibra em ressonância, em seu modo fundamental. Determinar: I. A freqüência das vibrações da coluna de ar. II. A tensão do fio (velocidade do som no ar = 340 m/s) F(Hz) T(N) a) 85 92,5 b) 425 2312 c) 425 92,5 d) 85 1,36 e) 170 370 285 - (PUCCAMP SP) O som que está uma oitava acima de outro de 400 Hz tem freqüência: a) 408 Hz b) 1600 Hz c) 800 Hz d) 3200 Hz e) 6400 Hz 286 - (ITA SP) Referindo-se ao som, pode-se afirmar que: a) A intensidade é proporcional à altura. b) O timbre não tem nenhuma relação com o espectro sonoro. c) Às freqüências baixas correspondem os sons graves. d) A mudança de intensidade do som é a principal característica do efeito Doppler sonoro. 287 - (ITA SP/2003) Quando em repouso, uma corneta elétrica emite um som de freqüência 512 Hz. Numa experiência acústica, um estudante deixa cair a corneta do alto de um edifício. Qual a distância percorrida pela corneta, durante a queda, até o instante em que o estudante detecta o som na freqüência de 485 Hz? (Despreze a resistência do ar). a) 13,2 m b) 15,2 m c) 16,1 m d) 18,3 m e) 19,3 m 288 - (ITA SP/2003) Uma flauta doce, de 33 cm de comprimento, à temperatura ambiente de 0 ºC, emite sua nota mais grave numa freqüência de 251 Hz. Verifica-se experimentalmente que a velocidade do som no ar aumenta de 0,60 m/s para cada 1 ºC de elevação da temperatura. Calcule qual deveria ser o comprimento da flauta a 30 ºC para que ela emitisse a mesma freqüência de 251 Hz. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 289 - (UEM PR/2003) Uma flauta e uma clarineta estão emitindo sons de mesma altura, sendo a amplitude do som da clarineta maior que a amplitude do som da flauta. Considere uma pessoa situada à mesma distância dos dois instrumentos e assinale o que for correto. 01. Os dois sons serão percebidos pela pessoa com a mesma intensidade. 02. As formas das ondas sonoras emitidas pelos dois instrumentos são diferentes. 04. Os dois instrumentos estão emitindo a mesma nota musical. 08. A freqüência do som emitido pela flauta é menor que a freqüência do som emitido pela clarineta. 16. A pessoa perceberá sons de timbres iguais. 32. As ondas sonoras recebidas pela pessoa são ondas mecânicas longitudinais. 64. Se as freqüências das ondas sonoras recebidas pela pessoa forem maiores que 10000 hertz, ela não terá nenhuma sensação sonora no ouvido. 290 - (UFPI/2006) Um tubo acústico, com uma extremidade aberta e outra fechada, entra em ressonância com uma onda sonora de freqüência 100 Hz. Verifica-se que não existe freqüência de ressonância abaixo dessa. Cortando-se o tubo ao meio e abandonando-se a parte com os dois extremos abertos, ficaremos com um novo tubo semelhante ao anterior. Com qual das seguintes freqüências não é possível esse novo tubo entrar em ressonância? Considere que, durante a análise, as condições atmosféricas (pressão, umidade absoluta e temperatura) foram mantidas constantes. a) 600 Hz b) 1000 Hz c) 1400 Hz d) 1800 Hz e) 2000 Hz 291 - (UFG GO/2003) Os sons produzidos por um violão acústico são resultantes das vibrações de suas cordas, quando tangidas pelo violinista. As cordas vibram produzindo ondas transversais estacionárias de diferentes freqüências. Essas ondas são também caracterizadas pelo número de nós. Nó é um ponto da corda que permanece em repouso durante a oscilação da onda. A seqüência abaixo representa as três primeiras ondas estacionárias, que podem ser reproduzidas em uma corda de comprimento L, fixa em suas extremidades. L Onda: 1:2 nós L Onda: 2:3 nós L Onda: 3:4 nós Baseando-se nessas informações, pode-se afirmar que: 01. os comprimentos de onda das ondas 1, 2 e 3 valem, respectivamente, 1 = 2L, 2 = L e 3 = 2L/3. 02. a próxima onda estacionária, contendo 5 nós, terá um comprimento de onda 4 = L/4. 03. se v for a velocidade das ondas na corda, a freqüência das ondas 1, 2 e 3 vale, respectivamente, f1 = v/2L, f2 = v/L e f3 = 3v/2L. 04. se L = 0,5 m e v = 30 m/s, a menor freqüência possível de se produzir nessa corda é de 90 Hz. 292 - (UFPR/2003) Ao tocar as cordas de um violão, o músico percebe que ele está desafinado. Com o intuito de afiná-lo, o músico utiliza um diapasão de 440 Hz (nota musical Lá). Fazendo vibrar simultaneamente o diapasão e a corda Lá do violão, ele percebe um batimento de 1 Hz. Alterando a tensão nessa corda, ele elimina o batimento. A corda tem um comprimento de 0,80 m. Com base nessas informações, é correto afirmar: 01. Modificando-se a tensão na corda, altera-se a velocidade de propagação da onda na corda. 02. Quando a corda estiver afinada, a freqüência correspondente ao terceiro harmônico será de 660 Hz. 04. A onda na corda é uma onda do tipo estacionária. 08. O comprimento de onda do primeiro harmônico é 0,80 m. 16. A velocidade de propagação da onda nessa corda, após ter sido afinada, é de 704 m/s. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 293 - (UnB DF/2003) Como o apoio de Johann Sebastian Bach, a escala de igual temperamento foi introduzida na música ocidental no século XVIII. Nessa escala, a oitava é dividida em 12 intervalos (semitons temperados). A tabela abaixo apresenta algumas notas da escala cromática temperada e suas freqüências em Hz. observe que o quociente entre duas freqüências sucessivas é igual a 12 1 2 (aproximadamente igual a 1,0595). A freqüência absoluta, ou padrão de afinação, foi fixada por uma convenção internacional que adotou o valor de 440 Hz para a nota Lá da escala média do piano. Duas notas recebem o mesmo nome cada vez que a freqüência de uma delas é o dobro ou a metade da freqüência da outra, em uma sucessão de oitavas musicais. ...... ...... ...... ...... Si Dó Ré RéMi Fá Fá# Sol Lá Si Dó Dó#Lá#Sol#Ré#Dó# 246,94 261,62 277,18 293,66 311,13 329,63 349,23 369,99 392,00 415,30 440,00 466,16 493,88 523,24 554,37 587,33 oitava musical Figura I – Tubofone na Experimentoteca do Instituto de Física da unB O conhecimento das escalas musicais e do comportamento acústico de tubos sonoros permite construir instrumentos musicais rústicos, com razoável afinação. Um exemplo é o tubofone, apresentado na foto ao lado. Ele é composto de 258 tubos de PVC de 100 mm de diâmetro, constituindo duas oitavas cromáticas. Os tubos são abertos nas duas extremidades, que, quando percutidos em uma delas, vibram no seu modo fundamental, emitindo um tom de freqüência característica. A freqüência de cada nota mais grave nesse tubofone é a da nota Sol. A freqüência de cada onda estacionária que se forma dentro de cada tubo é dada pela relação oL4 Nvf , em que N é o número do harmônico, v = 343 m/s é o módulo da velocidade do som no ar e Lo é o comprimento efetivo do tubo. Em razão dos efeitos de borda, o comprimento real do tubo é dado por Lo – 0,6 x D, em que D é o diâmetro do tubo. Com base nas informações do texto, julgue os itens que se seguem. 01. As freqüências das notas da escala cromática temperada estão em uma progressão geométrica de razão 12 1 2 . 02. À medida que o tubo for percutido, o ar no seu interior se aquecerá. 03. A velocidade do som no interior do tubo independe da densidade do ar. 04. Em cada tubo, uma onda estacionária é produzida em razão da interferência entre a onda que viaja em um sentido e a onda que é refletida na borda e viaja em sentido contrário. 294 - (UnB DF/2003) Como o apoio de Johann Sebastian Bach, a escala de igual temperamento foi introduzida na música ocidental no século XVIII. Nessa escala, a oitava é dividida em 12 intervalos (semitons temperados). A tabela abaixoapresenta algumas notas da escala cromática temperada e suas freqüências em Hz. observe que o quociente entre duas freqüências sucessivas é igual a 12 1 2 (aproximadamente igual a 1,0595). A freqüência absoluta, ou padrão de afinação, foi fixada por uma convenção internacional que adotou o valor de 440 Hz para a nota Lá da escala média do piano. Duas notas recebem o mesmo nome cada vez que a freqüência de uma delas é o dobro ou a metade da freqüência da outra, em uma sucessão de oitavas musicais. ...... ...... ...... ...... Si Dó Ré RéMi Fá Fá# Sol Lá Si Dó Dó#Lá#Sol#Ré#Dó# 246,94 261,62 277,18 293,66 311,13 329,63 349,23 369,99 392,00 415,30 440,00 466,16 493,88 523,24 554,37 587,33 oitava musical Figura I – Tubofone na Experimentoteca do Instituto de Física da unB O conhecimento das escalas musicais e do comportamento acústico de tubos sonoros permite construir instrumentos musicais rústicos, com razoável afinação. Um exemplo é o tubofone, apresentado na foto ao lado. Ele é composto de 258 tubos de PVC de 100 mm de diâmetro, constituindo duas oitavas cromáticas. Os tubos são abertos nas duas extremidades, que, quando percutidos em uma delas, vibram no seu modo fundamental, emitindo um tom de freqüência característica. A freqüência de cada nota mais grave nesse tubofone é a da nota Sol. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica A freqüência de cada onda estacionária que se forma dentro de cada tubo é dada pela relação oL4 Nvf , em que N é o número do harmônico, v = 343 m/s é o módulo da velocidade do som no ar e Lo é o comprimento efetivo do tubo. Em razão dos efeitos de borda, o comprimento real do tubo é dado por Lo – 0,6 x D, em que D é o diâmetro do tubo. Com base no texto, escolha apenas uma das opções a seguir e faça o que se pede, desconsiderando, para a marcação na folha de respostas, a parte fracionária do resultado final obtido, após efetuar todos os cálculos solicitados. a) Considerando um tubo de 4,20 m de comprimento, calcule, em segundos, o tempo gasto para um pulso atravessar toda a longitude do tubo. Multiplique o valor calculado por 104. b) Calcule o comprimento de onda, em cm, no tubo do tubofone cuja freqüência da onda estacionária, após percussão, é a da nota Lá, realçada na tabela. 295 - (UnB DF/2003) Como o apoio de Johann Sebastian Bach, a escala de igual temperamento foi introduzida na música ocidental no século XVIII. Nessa escala, a oitava é dividida em 12 intervalos (semitons temperados). A tabela abaixo apresenta algumas notas da escala cromática temperada e suas freqüências em Hz. observe que o quociente entre duas freqüências sucessivas é igual a 12 1 2 (aproximadamente igual a 1,0595). A freqüência absoluta, ou padrão de afinação, foi fixada por uma convenção internacional que adotou o valor de 440 Hz para a nota Lá da escala média do piano. Duas notas recebem o mesmo nome cada vez que a freqüência de uma delas é o dobro ou a metade da freqüência da outra, em uma sucessão de oitavas musicais. ...... ...... ...... ...... Si Dó Ré RéMi Fá Fá# Sol Lá Si Dó Dó#Lá#Sol#Ré#Dó# 246,94 261,62 277,18 293,66 311,13 329,63 349,23 369,99 392,00 415,30 440,00 466,16 493,88 523,24 554,37 587,33 oitava musical Figura I – Tubofone na Experimentoteca do Instituto de Física da unB O conhecimento das escalas musicais e do comportamento acústico de tubos sonoros permite construir instrumentos musicais rústicos, com razoável afinação. Um exemplo é o tubofone, apresentado na foto ao lado. Ele é composto de 258 tubos de PVC de 100 mm de diâmetro, constituindo duas oitavas cromáticas. Os tubos são abertos nas duas extremidades, que, quando percutidos em uma delas, vibram no seu modo fundamental, emitindo um tom de freqüência característica. A freqüência de cada nota mais grave nesse tubofone é a da nota Sol. A freqüência de cada onda estacionária que se forma dentro de cada tubo é dada pela relação oL4 Nvf , em que N é o número do harmônico, v = 343 m/s é o módulo da velocidade do som no ar e Lo é o comprimento efetivo do tubo. Em razão dos efeitos de borda, o comprimento real do tubo é dado por Lo – 0,6 x D, em que D é o diâmetro do tubo. O contrabaixo é um instrumento capaz de emitir as notas mais graves de uma orquestra. Sua constituição básica inclui o seu corpo, o braço e quatro cordas de mesmo comprimento, esticadas com igual tensão. Os modos normais de vibração de uma corda e a série de freqüências (f) que ela pode emitir dependem do comprimento livre da corda (L), da densidade linear dessa corda () e da tensão (T) a que a corda está submetida. A seguinte relação se verifica para a freqüência do modo fndamental: Com base nessas informações e considerando um contrabaixo afinado de maneira que suas cordas vibrem emitindo no seu modo fundamental as notas Mi, Lá, Ré e Sol, em progressão crescente de freqüência da escala musical, na oitava indicada no texto, julgue os itens que se seguem. 01. Pressionando-se qualquer corda contra o braço, de modo a diminuir o seu comprimento de vibração pela metade, a corda emitirá a mesma nota com o dobro da freqüência. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 02. A nota mais grave do contrabaixo é originada pela vibração de sua corda de menor densidade linear. 03. a razão entre as densidade das cordas que emitem as notas Mi e Lá é menor que 1,15. 04. O quarto harmônico da corda afinada em Ré tem, dentro de uma tolerância de 2% a mesma freqüência que o terceiro harmônico da corda afinada em Sol. 296 - (UFSCar SP/2002) Dois pulsos, A e B, são produzidos em uma corda esticada, que tem uma extremidade fixada numa parede, conforme mostra a figura. pulso B pulso A Quando os dois pulsos se superpuserem, após o pulso A ter sofrido reflexão na parede, ocorrerá interferência: a) construtiva e, em seguida, os dois pulsos seguirão juntos no sentido do pulso de maior energia. b) construtiva e, em seguida, cada pulso seguirá seu caminho, mantendo suas características originais. c) destrutiva e, em seguida, os pulsos deixarão de existir, devido à absorção da energia durante a interação. d) destrutiva e, em seguida, os dois pulsos seguirão juntos no sentido do pulso de maior energia. e) destrutiva e, em seguida, cada pulso seguirá seu caminho, mantendo suas características originais. 297 - (UNICAMP SP/2003) Utilize g = 10 m/s2 sempre que necessário na resolução dos problemas. Para a afinação de um piano usa-se um diapasão com freqüência fundamental igual a 440 Hz, que é a freqüência da nota Lá. A curva contínua do gráfico representa a onda sonora de 440 Hz do diapasão. a) A nota Lá de um certo piano está desafinada e o seu harmônico fundamental está representado na curva tracejada do gráfico. Obtenha a freqüência da nota Lá desafinada. b) O comprimento dessa corda do piano é igual a 1,0 m e a sua densidade linear é igual a 5,0 x 10 2 g/cm. Calcule o aumento de tensão na corda necessário para que a nota Lá seja afinada. A m pl itu de Tempo (10 s)-3 0 1 2 3 4 5 6 298 - (UFMA/2007) A figura abaixo mostra a configuração de ondas obtida na Ilha da Ciência (UFMA), durante uma demonstração de um estudante que utilizou um vibrador ligado a uma corda de densidade linear 0,015kg/m, mantida sob tração, por uma carga de peso P = 2,16N. A freqüência fundamental em Hertz da onda nessa corda é: a) 6 b) 3 c) 9 d) 12 e) 15 299 - (UFAM/2003) Duas cordas, de densidades lineares 1 2μ e μ , e de mesmo comprimento, são montadas em um suporte como esquematizado na figura, onde P é o peso do bloco, que produz a mesma tensão nas cordas. Sabendo-se que 1 2μ 4μ , pode-se afirmar que as velocidades dos pulsos transversais, que se propagam nas duas cordas, satisfazem a seguinte relação: a) v1 = 2v2. b) v2 = 2v1. c) v2 = 4v1. d)v1 = 4v2. e) v1 = v2. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 300 - (UFG GO/2004) Oito imãs idênticos estão dispostos sobre uma mesa à mesma distância de um ponto O, tomado como origem, e orientados como mostra a figura. Desprezando o efeito do campo magnético da Terra, o campo magnético resultante, em O, formará com o eixo x, no sentido anti-horário, um ângulo de: a) 0º b) 315º c) 135º d) 225º e) 45º 301 - (UFPR/2004) Com relação aos fenômenos ondulatórios observados na natureza, é correto afirmar: 01. Ondas mecânicas necessitam de um meio material para se propagarem. 02. Em uma onda estacionária, a distância entre ventres consecutivos é igual a um comprimento de onda. 04. O efeito Doppler consiste na variação da freqüência das ondas percebidas por um observador, devido ao movimento relativo entre este e a fonte geradora das ondas. 08. Em um tubo aberto, só podemos estabelecer harmônicos pares da freqüência fundamental. 16. A interferência que determina a formação de um nó é denominada interferência destrutiva. 302 - (UFSC/2004) A figura representa dois pulsos de onda, inicial-mente separados por 6,0 cm, propagando-se em um meio com velocidades iguais a 2,0 cm/s, em sentidos opostos. Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S): 01. Quando os pulsos se encontrarem, haverá in- terferência de um sobre o outro e não mais haverá propagação dos mesmos. 02. Decorridos 2,0 segundos, haverá sobreposição dos pulsos e a amplitude será máxima nesse instante e igual a 2,0 cm. 04. Decorridos 2,0 segundos, haverá sobreposição dos pulsos e a amplitude será nula nesse instante. 08. Decorridos 8,0 segundos, os pulsos continua- rão com a mesma velocidade e forma de onda, independentemente um do outro. 16. Inicialmente as amplitudes dos pulsos são idên-ticas e iguais a 2,0 cm. 303 - (FMTM MG/2004) Procurando novos sons, um sonoplasta notou que o som dos tiros das armas em um filme de ficção científica podia ser feito a partir da gravação de pulsos mecânicos, percorrendo um cabo de aço de densidade linear constante, mantido esticado entre dois pontos fixos rigidamente. Se a amplitude de um abalo produzido for duplicada, pode-se esperar que a velocidade de propagação do pulso: a) diminua cerca de 50%. b) mantenha o valor anterior. c) aumente cerca de 50%. d) aumente cerca de 70%. e) aumente cerca de 100%. 304 - (UEL PR/2005) A quinta corda solta do violão corresponde à nota si (freqüência igual a 981Hz). Se esta corda for presa no quinto trasto, diminuindo assim o comprimento da corda vibrante, obtém-se a nota mi aguda (freqüência igual a 1308Hz). Sobre o comprimento da parte vibrante da corda si (), que vibra na freqüência da nota mi aguda, expresso em função do comprimento da corda solta (L), é correto afirmar: Dado: Freqüência do modo fundamental de vibração de uma corda vibrante L2 vf1 onde v = velocidade de propagação da onda e L = comprimento da corda vibrante a) L 2 1 b) L 3 2 c) L 4 3 d) L 5 4 e) L 6 5 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 305 - (UFRJ/2004) A figura 1 retrata, em um dado instante, uma corda na qual se propagam, em sentidos opostos, dois pulsos transversais de mesma forma, um invertido em relação ao outro. A figura 2 mostra a mesma corda no instante em que a superposição dos pulsos faz com que a corda esteja na horizontal. Estão marcados dois pontos da corda: A e B. Tendo em conta o eixo transversal orientado representado na figura, cujo sentido positivo é de baixo para cima, verifique se as velocidades escalares dos pontos A e B são positivas, negativas ou nulas. Justifique sua resposta. 306 - (UEM PR/2005) Das alternativas a seguir, assinale o que for correto. 01. As ondas sonoras têm como propriedades a refração, a reflexão, a interferência e a polarização. 02. A freqüência do som fundamental emitido por uma corda vibrante é diretamente proporcional à raiz quadrada da força que traciona a corda e inversamente proporcional ao comprimento dessa. 04. As cordas vibrantes emitem uma única freqüência própria que é o som fundamental. 08. Um tubo sonoro fechado em uma extremidade e aberto na outra pode emitir todos os harmônicos do som fundamental. 16. Nas extremidades abertas dos tubos sonoros, formam-se sempre ventres da onda sonora. 32. Um tubo sonoro fechado nas duas extremidades emite o som fundamental com comprimento de onda igual ao dobro do comprimento do tubo. 64. Em uma corda que vibra com os extremos fixos, o número de ventres é igual ao número de nós. 307 - (UFSCar SP/2005) Com o carro parado no congestionamento sobre o centro de um viaduto, um motorista pôde constatar que a estrutura deste estava oscilando intensa e uniformemente. Curioso, pôs-se a contar o número de oscilações que estavam ocorrendo. Conseguiu contar 75 sobes e desces da estrutura no tempo de meio minuto, quando teve que abandonar a contagem devido ao reinício lento do fluxo de carros. Mesmo em movimento, observou que conforme percorria lentamente a outra metade a ser transposta do viaduto, a amplitude das oscilações que havia inicialmente percebido gradativamente diminuía, embora mantida a mesma relação com o tempo, até finalmente cessar na chegada em solo firme. Levando em conta essa medição, pode-se concluir que a próxima forma estacionária de oscilação desse viaduto deve ocorrer para a freqüência, em Hz, de: a) 15,0. b) 9,0. c) 7,5. d) 5,0. e) 2,5. 308 - (UNIFESP SP/2005) A figura representa uma configuração de ondas estacionárias produzida num laboratório didático com uma fonte oscilante. a) Sendo d = 12 cm a distância entre dois nós sucessivos, qual o comprimento de onda da onda que se propaga no fio? b) O conjunto P de cargas que traciona o fio tem massa m = 180 g. Sabe-se que a densidade linear do fio é kg/m 10 x 0,5 -4 . Determine a freqüência de oscilação da fonte. Dados: velocidade de propagação de uma onda numa corda: 2m/s 10g ;Fv Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 309 - (UNIMONTES MG/2005) Nas figuras abaixo, estão representadas várias situações em que uma corda de comprimento L pode vibrar, tendo suas extremidades fixas. Na primeira delas, a corda vibra no modo fundamental, ou primeiro harmônico, cuja freqüência é f = v/2L (v é a velocidade da onda). As freqüências dos modos representados nas outras situações são, respectivamente, a) 3v/2L, 2v/L e 5v/2L. b) v/L, 2v/L e 3v/L. c) v/3L, v/4L e v/5L. d) v/L, 3v/2L e 2v/L. 310 - (UFG GO/2006) Na experiência de ressonância em cordas representada na figura, dois fios de densidades diferentes estão tensionados, através de roldanas ideais, por um bloco que pende deles dois. As extremidades esquerdas de ambos estão ligadas a uma fonte que produz pequenas vibrações com freqüência conhecida. A distância entre a fonte e as roldanas é . Verifica-se que, quando a freqüência da fonte atinge o valor f, ambos os fios entram em ressonância, o mais denso no terceiro harmônico e o outro, na freqüência fundamental. Conhecendo a densidade linear de massa 1 do fio mais denso, determine: a) a densidade linear de massa do outro fio; b) a massa do bloco responsável pela tensão T em cada corda. 311 - (UNIFESP SP/2006) Quando colocamos uma concha junto ao ouvido, ouvimos um “ruído de mar”, como muita gente diz, talvez imaginando que a concha pudesse ser um gravador natural. Na verdade, esse som é produzido por qualquer cavidade colocada junto ao ouvido – a nossa própria mão em forma de concha ou um canudo, por exemplo. a) Qual a verdadeira origem desse som? Justifique. b) Se a cavidade for um canudo de 0,30 m aberto nas duas extremidades, qual a freqüência predominantedesse som? Dados: velocidade do som no ar: v = 330 m/s; freqüências de ondas estacionárias em um tubo de comprimento , aberto em ambas as extremidades: 2 nvf . 312 - (UFAM/2006) Uma corda de um instrumento de comprimento l com suas extremidades fixas, vibra como mostra a figura. O comprimento de onda correspondente a esse modo de vibração é: a) 2l / 3 b) l / 3 c) 3l / 2 d) l / 2 e) 2l 313 - (UFJF MG/2006) Considerando que a velocidade do som no ar é igual a 340 m/s e que o canal auditivo humano pode ser comparado a um tubo de órgão com uma extremidade aberta e a outra fechada, qual deveria ser o comprimento do canal auditivo para que a freqüência fundamental de uma onda sonora estacionária nele produzida seja de 3.400 Hz? a) 2,5 m b) 2,5 cm c) 0,25 cm d) 0,10 m e) 0,10 cm Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 314 - (UFPA/2006) O violão tem uma afinação padrão, como mostrado na figura abaixo, em que normalmente a corda prima, a Mi mais aguda, vibra uma oitava acima da corda bordão, a Mi mais grave. Com base nas informações dadas acima, e confirmadas na figura que se apresenta, é correto afirmar: a) A velocidade com que a onda se propagará no bordão percutido será a mesma com que se propagará na corda prima, se as tensões com que elas forem esticadas forem iguais. b) Quando o bordão for percutido, vibrará com uma freqüência maior do que a do som que será ouvido. c) O comprimento de onda do som que será ouvido, ao tocar a corda prima, será diferente do comprimento da onda que se propagará nesta corda. d) O comprimento de onda natural na corda prima é bem menor do que o comprimento de onda natural do bordão, pelo fato de este produzir som mais grave. e) Como os comprimentos das duas cordas Mi são praticamente iguais, mas o bordão é mais grosso, este deve ficar quatro vezes mais tenso do que a prima, quando o violão estiver afinado. 315 - (UFPE/2007) A figura mostra uma onda estacionária em um tubo de comprimento L = 5 m, fechado em uma extremidade e aberto na outra. Considere que a velocidade do som no ar é 340 m/s e determine a freqüência do som emitido pelo tubo, em hertz. 316 - (ETAPA SP/2007) O som fundamental da nota lá, produzida em um tubo de órgão, tem uma freqüência 440 Hz. Quando se toca a oitava imediatamente superior, cuja freqüência é o dobro da do som fundamental, podemos afirmar que: a) o período duplica. b) o período não se altera. c) o comprimento da onda se reduz à metade. d) a velocidade da onda duplica. e) a velocidade da onda se reduz à metade. 317 - (UFPE/2007) Uma corda de violão de certa densidade linear de massa encontra-se presa nas suas extremidades, sob uma determinada tensão. Nessas circunstâncias, quando o segundo harmônico de uma onda estacionária se estabelece na corda, a sua freqüência é denotada por f. A tensão é então duplicada na corda presa entre os extremos, mantendo-se a sua densidade linear de massa constante. Na nova situação, a freqüência do oitavo harmônico estabelecido é igual a: a) 2f b) 2(2)1/2 f c) 4f d) 4(2)1/2 f e) 8f 318 - (ESCS DF/2008) Em linguagem musical, intervalo ( i ) entre duas notas de freqüências f e f’ é a razão entre a maior e a menor freqüência, ou seja, f/ f' i , sendo f f' . O intervalo é denominado uníssono quando 1i , tom maior, quando 9/8 i , tom menor, quando 10/9 i , semitom, quando 16/15 i , e oitava, quando 2 i . Considere dois tubos acústicos de mesmo comprimento L, sendo um aberto em ambas as extremidades e o outro fechado em uma das extremidades. O primeiro está vibrando numa freqüência quatro vezes maior que sua fundamental, enquanto o segundo, numa freqüência nove vezes maior que sua fundamental. O intervalo entre os sons emitidos pelos dois tubos é: a) uníssono; b) tom maior; c) tom menor; d) semitom; e) oitava. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 319 - (ITA SP/2008) Indique a opção que explicita o representado pelo gráfico da figura: a) A soma de uma freqüência fundamental com a sua primeira harmônica mais a sua segunda harmônica, todas elas de mesma amplitude. b) A soma de uma freqüência fundamental com a sua primeira harmônica de amplitude 5 vezes menor mais a segunda harmônica de amplitude 10 vezes menor. c) A soma de uma freqüência fundamental com a sua segunda harmônica, ambas com amplitudes iguais. d) A soma de uma freqüência fundamental com a sua segunda harmônica com metade da amplitude. e) A soma de uma freqüência fundamental com a sua primeira harmônica com metade da amplitude. 320 - (IME RJ/2008) Uma fonte de 680 Hz, posicionada na boca de um tubo de ensaio vazio, provoca ressonância no harmônico fundamental. Sabendo que o volume do tubo é 100 mL e que a velocidade do som no ar é 340m/s, o intervalo que contém o raio R do tubo é: a) 1,4cm R 1,2cm b) 1,7cm R 1,5cm c) 2,0cm R 1,8cm d) 2,3cm R 2,1cm e) 2,6cm R 2,4cm 321 - (PUC MG/2008) Um especialista em conserto de instrumentos musicais foi chamado a uma igreja para consertar um órgão. Ao testar o instrumento, ele observou que um dos tubos não estava emitindo a nota correta. Esse tubo deveria estar emitindo notas com a freqüência fundamental de 130Hz e estava emitindo na freqüência de 260 Hz. Sabendo que a velocidade do som no ar é de aproximadamente 340 m/s, assinale o diagnóstico adequado apresentado pelo especialista. a) O tubo de 2,60 m de comprimento está fechado em uma de suas extremidades. b) O tubo de 1,30 m está aberto em suas extremidades. c) O tubo de 2,60m está fechado em suas extremidades. d) O tubo de 0,65m está aberto em suas extremidades. 322 - (UECE/2008) Quando diferentes tipos de instrumentos musicais, como flauta, saxofone e piano, produzem a mesma nota musical, os sons resultantes diferem uns dos outros devido a) as diferentes composições de harmônicos gerados por cada instrumento. b) as diferentes intensidades das ondas sonoras. c) as diferentes freqüências sonoras produzidas. d) aos diferentes comprimentos de ondas fundamentais. 323 - (UFMG/2008) Bruna afina a corda mi de seu violino, para que ela vibre com uma freqüência mínima de 680 Hz. A parte vibrante das cordas do violino de Bruna mede 35 cm de comprimento, como mostrado nesta figura: Considerando essas informações, 1. CALCULE a velocidade de propagação de uma onda na corda mi desse violino. 2. Considere que a corda mi esteja vibrando com uma freqüência de 680 Hz. DETERMINE o comprimento de onda, no ar, da onda sonora produzida por essa corda. 324 - (UFOP MG/2008) Assinale a alternativa incorreta. a) A propagação do som é um fenômeno ondulatório longitudinal que só ocorre em um meio material como, por exemplo, um fluido. b) Em uma corda vibrante, com as extremidades fixas, o maior comprimento de onda possível para uma onda estacionária é de duas vezes o comprimento da corda. c) O quadrado da velocidade de propagação da onda em uma corda vibrante é inversamente proporcional à massa da corda. d) Em um tubo sonoro, de comprimento L, fechado em uma das extremidades, o maior comprimento de onda possível para uma onda ressonante é de duas vezes o comprimento do tubo. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 325 - (UFPA/2008) No trabalho de restauração de um antigo piano, um músico observa que se faz necessário substituir uma de suas cordas. Ao efetuar a troca, fixando rigidamente a corda pelas duas extremidades ao piano, ele verifica que as freqüências de 840 Hz, 1050 Hz e 1260 Hz são três freqüências de ressonâncias sucessivas dos harmônicos gerados na corda. Se a velocidade de propagação de uma onda transversal na corda for 210 m/s, pode-se afirmar que o comprimento da corda, colocada no piano, em cm, é a)100 b) 90 c) 60 d) 50 e) 30 326 - (UNIMONTES MG/2008) Num tubo fechado de comprimento m 5,1L , observa-se a formação de uma onda estacionária representada na figura. O comprimento da onda é igual a a) 1m. b) 2m. c) 4m. d) 3m. 327 - (UFG GO/2001) Sons musicais podem ser gerados por instrumentos de cordas, como, por exemplo, o contrabaixo, violão, violino, etc. O comprimento das cordas define a faixa de freqüência em cada um desses instrumentos. Neles, 01. os sons são gerados por ondas estacionárias, produzidas nas cordas. 02. a onda mecânica transversal na corda produz uma onda sonora transversal. 03. cada corda vibra originando uma onda sonora com freqüência de oscilação da corda. 04. as freqüências dos sons gerados serão menores quanto menor for o comprimento da corda. 328 - (UFG GO/2004) O esquema da figura mostra uma experiência em que pouco a pouco se adiciona areia ao balde que tenciona o fio, até que o som emitido pelo fio, quando tangido, produza, no interior de um tubo aberto na parte superior e fechado na parte de baixo, ondas estacionárias ressonantes no modo fundamental. 42 ,5 cm m 30,0cm A densidade linear do fio é de 5g/m, a distância entre a roldana e a parede é de 30,0cm e o tubo tem 42,5 cm de comprimento. Considerando a velocidade do som no ar 340 m/s e a aceleração da gravidade 10m/s2, calcule: a) a freqüência da onda sonora produzida; b) a massa total do balde com areia, quando ocorre a ressonância. 329 - (UESPI/2008) Uma corda tem suas extremidades fixas em duas paredes paralelas. Quando oscilando em seu harmônico fundamental, ou primeiro harmônico, os únicos nós presentes na corda são aqueles localizados nas paredes. Qual o número de nós intermediários (isto é, excluindo os nós nas paredes) que tal corda apresenta ao oscilar em seu sétimo harmônico? a) 5 b) 6 c) 7 d) 8 e) 9 Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 330 - (UEM PR/2008) Uma corda vibrante com densidade linear de 0,01 kg/m, presa em suas extremidades, apresenta uma configuração de ondas estacionárias com 5 ventres, cujo comprimento de onda é 0,20 m. Nessas condições, assinale o que for correto. 01. Sob uma tensão de 100 N, a freqüência das ondas estacionárias é 500 Hz. 02. O comprimento da corda é 0,50 m. 04. A freqüência das ondas estacionárias é diretamente proporcional ao comprimento da corda. 08. Se a corda passar a oscilar em sua freqüência fundamental, o comprimento de onda da onda estacionária será duas vezes o valor do comprimento da corda. 16. O comprimento de onda gerado na corda independe da densidade da corda. 331 - (UFV MG/2008) Um tubo sonoro e aberto nas duas extremidades. A opção que mostra o segundo modo de vibração da coluna de ar no interior do tubo e: a) b) c) d) 332 - (UNIMONTES MG/2008) Uma onda estacionária pode ser gerada em uma corda de comprimento L. Os comprimentos de onda obtidos são calculados pela expressão n L2 , para 3 ,2 ,1n Sendo v a velocidade de propagação da onda na corda, a freqüência de ressonância correspondente a esses comprimentos pode ser expressa, CORRETAMENTE, por a) n L vf b) n L2 vf c) n L v2f d) n v Lf 333 - (FEI SP/2008) As ondas sonoras possuem origem mecânica, pois são produzidas em um meio elástico. Com base no exposto, podemos afirmar que: Adote g = 10 m/s2 a) ondas sonoras são a propagação de ondas elétricas. b) ondas sonoras são a propagação de ondas de pressão. c) ondas sonoras são a propagação de ondas de calor. d) ondas sonoras são a propagação de ondas magnéticas. e) ondas sonoras são a propagação de ondas de rádio. 334 - (UFRJ/2009) Uma corda comprida e tensa está inicialmente ao longo de um eixo horizontal Ox e tem uma de suas extremidades em x = 0. Num dado instante, tomado como t = 0, uma onda transversal é gerada na corda levando-se essa extremidade para cima até uma altura h conhecida e depois trazendo-a de volta para a posição inicial. A partir desse momento a extremidade permanece em repouso. A duração do movimento de subida da extremidade, de valor conhecido t , é igual à duração do movimento de descida. Por simplicidade, suponha que o movimento da extremidade, tanto na subida quanto na descida, seja realizado com velocidade vertical e de módulo constante, sendo desprezível o tempo gasto para inverter o movimento. A figura mostra a configuração da corda no instante t2t . Calcule a velocidade do ponto da corda localizado em 4/d5x no instante t 4t , sendo d a distância indicada no gráfico. 335 - (UEM PR/2009) Com relação aos instrumentos sonoros, assinale o que for correto. 01. A freqüência de vibração do som emitido por uma coluna de ar em um tubo sonoro é diretamente proporcional ao comprimento de onda da onda sonora. 02. Em um instrumento de corda, a freqüência das ondas sonoras que as cordas emitem é diretamente proporcional ao comprimento da corda. 04. Nos instrumentos de sopro, é possível controlar a velocidade do som. 08. A freqüência de vibração do som em tubos sonoros é controlada pelo comprimento da coluna de ar vibrante no tubo. 16. A onda sonora produzida por um instrumento de sopro é transversal. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 336 - (UFPE/2009) A figura mostra uma corda esticada, sob tensão constante, que consiste de uma parte mais grossa ligada a outra mais fina, de densidade de massa menor. Um pulso é estabelecido na extremidade esquerda da corda e se propaga para a direita, com velocidade constante v. Quando o pulso incidente atinge a corda mais fina, no ponto A, ele é parcialmente refletido e parcialmente transmitido. Com base nesses dados, podemos afirmar que: a) a velocidade do pulso transmitido é maior do que a do pulso incidente. b) a velocidade do pulso transmitido é menor do que a do pulso incidente. c) os pulsos incidente e transmitido têm a mesma velocidade. d) a velocidade do pulso refletido é maior do que a do pulso incidente. e) a velocidade do pulso refletido é menor do que a do pulso incidente. 337 - (UNINOVE SP/2009) Uma corda tem uma extremidade amarrada a um gancho fixo numa parede e a outra é posta a vibrar transversalmente ao seu comprimento. Para determinado valor da freqüência de vibração, observa-se a formação de ondas estacionárias como se vê na figura. Nessas condições, a relação entre o comprimento da corda e o comprimento das ondas formadas na corda vale a) 2 5 . b) 4 5 . c) 8 5 . d) 5 1 . e) 5 4 . 338 - (ESCS DF/2009) Um fio de aço de 10g de massa e 1m de comprimento é esticado com uma força de tração de 100N. A velocidade de propagação de um pulso transversal será de: a) 100m/s; b) 110m/s; c) 120m/s; d) 130m/s; e) 140m/s. 339 - (UECE/2009) Uma corda de piano de comprimento L, presa horizontalmente por suas extremidades, está vibrando, verticalmente, com comprimento de onda igual ao seu comprimento. No instante em que ela se mostra totalmente na horizontal, a velocidade de cada ponto ao longo da corda é a) zero em toda extensão da corda. b) diferente de zero em toda extensão da corda. c) dependente da posição na corda, sempre na direção horizontal ou nula. d) dependente da posição na corda, sempre na direção vertical ou nula. 340 - (UECE/2009) Para uma corda de piano de comprimento L, as possíveis ondas estacionárias de menor freqüência têm comprimentos de onda iguais a a) L 2 1 e L ,L2 . b) L e 2L ,L3 . c) L 3 2 e L ,L2 . d) L 3 1 e L 3 2 ,L . Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 341 - (FMJ SP/2009) O telefone de latinha é uma brincadeira muito antiga. Consiste de duas latas com um furo no fundo de cada uma e um barbante longo com as extremidades presas nesses furos. Com o barbante esticado,se uma pessoa falar com a boca próxima a uma das latas, outra pessoa pode escutar colocando o ouvido próximo da outra lata. (www.eidh.pt/apeeidh/Comunicacao.htm) A respeito do observado nessa brincadeira, são feitas as seguintes afirmações: I. o som pode se propagar pelo barbante porque se trata de uma onda mecânica; II. o som propaga-se apenas pelo barbante e não pelo ar; III. quanto mais tenso o barbante estiver, mais rápido o som propaga-se por ele; IV. mesmo variando a tensão no barbante, não variará a freqüência da onda sonora que se propaga por ele. Está correto apenas o contido em a) I, II e III. b) I, III e IV. c) II, III e IV. d) I e III. e) II e III. 342 - (UFAC/2009) Uma corda tem densidade linear de kg/m 10 0,1 3 e comprimento igual a 2m. Essa corda está fixa nas suas extremidades e submetida a uma força de 10 N. A freqüência do som fundamental, em Hz, emitida por ela vale: a) 30 b) 25 c) 20 d) 15 e) 5 343 - (UFMS/2009) Uma corda de densidade e elasticidade uniformes, está pendurada no alto de um teto, no ponto B, e inicialmente encontra-se em equilíbrio. Em seguida, uma criança produz uma seqüência de pulsos periódicos e transversais à direção vertical, na extremidade inferior da corda, no ponto A, e observa o movimento de propagação dos pulsos que sobem pela corda. Com fundamentos na teoria ondulatória para ondas mecânicas, é correto afirmar: 01. A força tensora, a que a corda está submetida, é tanto maior quanto mais próxima do teto. 02. A velocidade de propagação dos pulsos vai diminuindo enquanto eles sobem, porque o campo gravitacional é contrário ao sentido de propagação dos pulsos. 04. A velocidade de propagação dos pulsos, na corda, é constante. 08. A distância entre os pulsos, na corda, vai aumentando, à medida que os pulsos vão subindo. 16. Um determinado pulso da onda sobe acelerado. 344 - (UFS SE/2009) Considere a rede elétrica esquematizada abaixo e os valores nela indicados. Analise as afirmações que são feitas a respeito desse circuito. 00. A intensidade da corrente elétrica no resistor R1 vale 1,5 A. 01. A intensidade da corrente elétrica no resistor R2 vale 1,0 A. 02. A intensidade da corrente elétrica no resistor R3 vale 3,0 A. 03. A ddp entre os pontos A e B vale 10 V. 04. A potência elétrica convertida em térmica no circuito vale 59 W. http://www.eidh.pt/apeeidh/Comunicacao.htm) Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 345 - (UEPB/2009) Certo músico que tinha conhecimentos em física acústica decidiu construir um instrumento musical e, durante essa construção, medir a freqüência fundamental do som emitido pela corda deste instrumento. Utilizando-se de uma corda que tem massa igual a 50 gramas, prendeua horizontalmente entre dois pontos distantes de 50 cm, e, aplicando uma força de tensão igual a 10 N à corda, esta vibrou e transmitiu vibrações aos pontos, formando ondas estacionárias. Pode-se dizer que a frequencia fundamental do som emitido em Hz vale: a) 10 b) 101/2 c) 10–1/2 d) 1 e) 102 346 - (UNIMONTES MG/2009) Num treinamento, para resgatar uma pessoa do fundo de um poço, um grupo de soldados precisou emendar duas cordas de comprimentos L1 e L2 e densidades lineares de massa 21 e , respectivamente (veja a figura). Após amarrar a corda na cintura, a pessoa sinaliza para que a puxem através de um puxão na corda, gerando um pulso de onda que será sentido, na outra extremidade, pelos soldados. Durante a subida, o processo é interrompido para que os soldados descansem e para que a pessoa busque uma posição mais confortável. Para retomar a subida, a pessoa sinaliza da mesma forma, dando um puxão na corda. Considerando L2 = 4 L1, λ2 = 4 λ1 e que a massa da corda é desprezível em relação à massa da pessoa, a razão entre as velocidades, V1/ V2, com as quais os pulsos viajam pelas seções de comprimento L1 e L2 da corda, respectivamente, é igual a Dado: corda na tensãoa é T TV a) 5. b) 3. c) 4. d) 2. 347 - (UFC CE/2010) Um motor produz vibrações transversais, com frequência de 10 Hz, em uma corda homogênea de 2,0 m de comprimento e densidade linear 0,05 kg/m. Uma das extremidades da corda é mantida fixa em uma parede, enquanto a outra está ligada ao motor. Sabendo-se que, com esta frequência, a corda está no segundo harmônico, determine o valor da tensão na corda e, em seguida, assinale a alternativa que apresenta corretamente esse valor. a) 10 N b) 20 N c) 200 N d) 400 N e) 1000 N 348 - (UFG GO/2010) Um violão possui seis cordas de mesmo comprimento L, porém, de massas diferentes. A velocidade de propagação de uma onda transversal em uma corda é dada por /Tv , onde T é a tensão na corda e , sua densidade linear de massa. A corda vibra no modo fundamental, no qual o comprimento L corresponde a meio comprimento de onda . A frequência de vibração de uma corda do violão aumentará se a) aumentar. b) v diminuir. c) L diminuir. d) aumentar. e) T diminuir. 349 - (ITA SP/2010) Considere o modelo de flauta simplificado mostrado na figura, aberta na sua extremidade D, dispondo de uma abertura em A (próxima à boca), um orifício em B e outro em C. Sendo cm 34,00 AD , BDAB , CDBC e a velocidade do som de 340,0 m/s, as frequências esperadas nos casos: (i) somente o orifício C está fechado, e (ii) os orifícios B e C estão fechados, devem ser, respectivamente Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica a) 2000 Hz e 1000 Hz. b) 500 Hz e 1000 Hz. c) 1000 Hz e 500 Hz. d) 50 Hz e 100 Hz. e) 10 Hz e 5 Hz. 350 - (UEL PR/2010) Uma das cordas de um violoncelo é afinada em lá (v = 440 Hz) quando não pressionada com o dedo, ou seja, quando estiver com seu comprimento máximo que é de 60 cm, desde o cavalete até a pestana. Qual deve ser o comprimento da corda para produzir uma nota de frequência v = 660 Hz? a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm e) 50 cm 351 - (UFV MG/2010) O ouvido humano é sensível aos sons com frequências compreendidas entre os valores extremos fMIN = 20 Hz e fMAX = 20.000 Hz. Duas cordas iguais de um violão são tensionadas para vibrar com essas frequências: uma com fMIN e a outra com fMAX. Considerando que as ondas que se propagam nas duas cordas possuem o mesmo comprimento de onda, a razão entre as tensões máxima e mínima nas cordas é: a) 10-1 b) 103 c) 106 d) 1010 352 - (UNIFOR CE/2010) A afinação é uma das tarefas mais importantes no sentido de obter a maior qualidade musical de um instrumento. O famoso violinista israelense Itzhak Perlman, considerado um dos melhores violinistas de sua geração, cuida pessoalmente desta tarefa, antes de suas grandes apresentações. Uma das cordas de seu violino, cujo comprimento é de 50 cm, vibrando em sua frequência fundamental, foi afinada para a nota Lá padrão de 440 Hz, com seu comprimento total. A que distância da sua extremidade superior esta corda deverá ser pressionada para emitir a nota Dó de frequência 512 Hz ? a) 5,0 cm b) 3,0 cm c) 7,0 cm d) 9,0 cm e) 4,0 cm 353 - (PUC RS/2010) O comprimento de uma corda de guitarra é 64,0cm. Esta corda é afinada para produzir uma nota com frequência igual a 246Hz quando estiver vibrando no modo fundamental. Se o comprimento da corda for reduzido à metade, a nova frequência fundamental do som emitido será: a) 123Hz b) 246Hz c) 310Hz d) 369Hz e) 492Hz 354 - (UDESC/2010) Determine a velocidade de propagação da onda para um fio de aço de 80,0 cm de comprimento e 200,0 g de massa, que é mantido tracionado pelas extremidades fixas. Nesse fio originam-se ondas mecânicas estacionárias, formando 5 (cinco) nós, quando excitado por uma fonte de onda de 80,0 Hz. Assinale a alternativa correta, em relação ao contexto. a) 16,0 m/s b) 25,6 m/s c) 32,0 m/s d) 12,8m/s e) 8,0 m/s 355 - (UFSM/2010) Instrumentos musicais pré-históricos indicam que, desde tempos remotos, alguma escala musical deveria ser conhecida. Com a evolução tecnológica, tanto os instrumentos quanto as escalas se multiplicaram e evoluíram. Uma possível escala musical é representada simplificadamente na tabela a seguir. 494si 440lá 392sol 349fá 330mi 294ré 262dó (Hz) Frequência Nota Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica Considerando um violão com cordas de 1 m de comprimento, o ponto em que se deve pressionar a corda "dó", para que ela soe como um "mi" é, em m, a) 0,5 b) 0,6 c) 0,7 d) 0,8 e) 0,9 356 - (UECE/2010) A velocidade de uma onda progressiva em uma corda esticada é a) diretamente proporcional à raiz quadrada do quociente entre a tensão na corda e a densidade linear da corda. b) diretamente proporcional à amplitude da onda. c) tanto maior quanto menor for a corda. d) tanto maior quanto maior for a densidade linear da corda. 357 - (UDESC/2011) Dois tubos sonoros de um órgão têm o mesmo comprimento, um deles é aberto e o outro fechado. O tubo fechado emite o som fundamental de 500 Hz à temperatura de 20 °C e à pressão atmosférica. Dentre as frequências abaixo, indique a que esse tubo não é capaz de emitir. a) 1500 Hz b) 4500 Hz c) 1000 Hz d) 2500 Hz e) 3500 Hz 358 - (UNESP/2011) Um aluno, com o intuito de produzir um equipamento para a feira de ciências de sua escola, selecionou 3 tubos de PVC de cores e comprimentos diferentes, para a confecção de tubos sonoros. Ao bater com a mão espalmada em uma das extremidades de cada um dos tubos, são produzidas ondas sonoras de diferentes frequências. A tabela a seguir associa a cor do tubo com a frequência sonora emitida por ele: 494440290(Hz) Frequência roxoazulvermelhoCor Podemos afirmar corretamente que, os comprimentos dos tubos vermelho (Lvermelho), azul (Lazul) e roxo (Lroxo), guardam a seguinte relação entre si: a) Lvermelho < Lazul > Lroxo. b) Lvermelho = Lazul = Lroxo. c) Lvermelho > Lazul = Lroxo. d) Lvermelho > Lazul > Lroxo. e) Lvermelho < Lazul < Lroxo. 359 - (UESC BA/2011) A figura representa uma corda ideal, de densidade linear , fixa no ponto A, passando pela roldana sem atrito em B e sustentando um bloco de densidade b e volume V. O conjunto se encontra imerso na água, de densidade a. Sabendo-se que o comprimento do trecho horizontal é de L, o módulo da aceleração da gravidade local é igual a g e que, tangendo a corda no ponto médio, ela vibra no modo fundamental, a frequência de vibração da corda é igual, em Hz, a 01. [/(b – a)VgL]1/2 02. [Vg (b – a)/]1/2/2L 03. 2L[/(b – μa)Vg]1/2 04. [Vg(b – μa)/]1/2/L 05. L[/(b – μa)Vg]1/2 360 - (UEM PR/2011) Um artesão deseja construir seu próprio instrumento sonoro usando uma corda. A corda possui um comprimento de 1,0 m entre seus dois pontos fixos no instrumento, uma frequência fundamental de 20,0 Hz e uma densidade linear de 20,0 g/m. De posse dessas informações, analise as alternativas e assinale o que for correto. 01. A tensão mecânica que o artesão deve aplicar na corda para que ela ressone em sua frequência fundamental é de 32,0 N. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 02. A frequência do terceiro harmônico dessa corda é de 30,0 Hz. 04. O comprimento de onda do terceiro harmônico dessa corda é de 1,0 m. 08. A velocidade da onda mecânica referente ao segundo harmônico da corda é de 40,0 m/s. 16. Quando os modos normais de vibração da corda do instrumento são ativados, ondas estacionárias são formadas na corda. 361 - (UNESP/2011) Na geração da voz humana, a garganta e a cavidade oral agem como um tubo, com uma extremidade aproximadamente fechada na base da laringe, onde estão as cordas vocais, e uma extremidade aberta na boca. Nessas condições, sons são emitidos com maior intensidade nas frequências e comprimentos de ondas para as quais há um nó (N) na extremidade fechada e um ventre (V) na extremidade aberta, como ilustra a figura. As frequências geradas são chamadas harmônicos ou modos normais de vibração. Em um adulto, este tubo do trato vocal tem aproximadamente 17 cm. A voz normal de um adulto ocorre em frequências situadas aproximadamente entre o primeiro e o terceiro harmônicos. Considerando que a velocidade do som no ar é 340 m/s, os valores aproximados, em hertz, das frequências dos três primeiros harmônicos da voz normal de um adulto são a) 50, 150, 250. b) 100, 300, 500. c) 170, 510, 850. d) 340, 1 020, 1 700. e) 500, 1 500, 2 500. 362 - (FGV/2012) A nota lá da escala cromática musical é tida como referência na afinação dos instrumentos. No violão comum de 6 cordas, a quinta corda (segunda de cima para baixo), devidamente afinada, emite a nota lá vibrando com frequência de 220 Hz. Se o instrumentista colocar seu dedo num traste localizado a meia distância dos extremos desta corda e percuti-la, ele ouvirá a nota lá vibrando com frequência de a) 440 Hz, mantida a velocidade de propagação da onda formada. b) 110 Hz, mantida a velocidade de propagação da onda formada. c) 440 Hz, com velocidade de propagação da onda dobrada. d) 110 Hz, com velocidade de propagação da onda dobrada. e) 440 Hz, com velocidade de propagação da onda reduzida à metade. 363 - (FUVEST SP/2012) A figura abaixo representa imagens instantâneas de duas cordas flexíveis idênticas, C1 e C2, tracionadas por forças diferentes, nas quais se propagam ondas. Durante uma aula, estudantes afirmaram que as ondas nas cordas C1 e C2 têm: I. A mesma velocidade de propagação. II. O mesmo comprimento de onda. III. A mesma frequência. NOTE E ADOTE A velocidade de propagação de uma onda transversal em uma corda é igual a T , sendo T a tração na corda e , a densidade linear da corda. Está correto apenas o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 364 - (PUC SP/2012) Um homem mantém em equilíbrio estático um bloco preso a uma corda de densidade linear igual a 0,01kg/m, conforme a figura. Determine a massa M do bloco, sabendo que as frequências de duas harmônicas consecutivas de uma onda estacionária no trecho vertical de 2m da corda correspondem a 150Hz e 175Hz. a) 102g b) 103g c) 104g d) 105g e) 106g 365 - (UFPR/2012) Uma cerca elétrica foi instalada em um muro onde existe um buraco de forma cilíndrica e fechado na base, conforme representado na figura. Os fios condutores da cerca elétrica estão fixos em ambas as extremidades e esticados sob uma tensão de 80 N. Cada fio tem comprimento igual a 2,0 m e massa de 0,001 kg. Certo dia, alguém tocou no fio da cerca mais próximo do muro e esse fio ficou oscilando em sua frequência fundamental. Essa situação fez com que a coluna de ar no buraco, por ressonância, vibrasse na mesma frequência do fio condutor. As paredes do buraco têm um revestimento adequado, de modo que ele age como um tubo sonoro fechado na base e aberto no topo. Considerando que a velocidade do som no ar seja de 330 m/s e que o ar no buraco oscile no modo fundamental, assinale a alternativa que apresenta corretamente a profundidade do buraco. a) 0,525 m. b) 0,650 m. c) 0,825 m. d) 1,250 m. e) 1,500 m. 366 - (UEM PR/2012) Três cordas, A, B e C, homogêneas, flexíveis e com densidades lineares , 3, e 2, respectivamente, são conectadas na sequência ABC. Em uma das extremidades livres do conjunto, a corda C é mantida fixa, enquanto na outra extremidade livre, na corda A, um pulso mecânico é repentinamente aplicado. Considerando que o conjunto é mantido reto na horizontal e desprezando a resistência do ar e a ação da gravidade, assinale o que for correto. 01. Na junção AB, partedo pulso é refratada para B, enquanto outra parte é refletida em A, com inversão de fase. 02. Na corda B, o pulso é transmitido com uma velocidade maior que nas cordas A e C. 04. Na junção BC, o pulso é refratado. 08. Na corda C, o pulso é transmitido com velocidade maior que na corda B. 16. Nas junções AB e BC, o pulso é refratado com inversão de fase. 367 - (UFSC/2012) O violão é um instrumento de corda muito popular, quase sempre presente nas rodas musicais entre amigos. E, como qualquer instrumento musical do tipo, precisa periodicamente ser afinado. A afinação do violão é feita através das tarraxas encontradas na extremidade do braço. Cada corda possui uma tarraxa que serve para tencionar mais ou menos a corda, com isso afinando o violão. Disponível em: <http://blogdoiop.wordpress.com/2010/08/29/ o-violao-e-o-sistema-de-12-notas/> Acesso em: 08 ago. 2011. Com base no exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). http://blogdoiop.wordpress.com/2010/08/29/ Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 01. Uma nota de 100 Hz e comprimento de onda de 0,25 m é gerada em uma das cordas do violão. Esta nota, ao se propagar no ar, mantém as mesmas características de frequência e comprimento de onda. 02. O som de um violão percebido por uma pessoa não difere, esteja ela se movendo ou não na direção do violão. 04. O timbre do som emitido pelo violão depende somente do tipo de corda (nylon ou aço), pois o timbre é uma característica da fonte sonora, uma espécie de “impressão digital” da fonte. 08. Para aumentar a altura do som emitido pela corda, deve-se aumentar a tensão aplicada na tarraxa. 16. Considere que uma das cordas tenha 25,0 g de massa, 1,0 m de comprimento e que esteja sendo tensionada pela tarraxa com 10,0 N. Isso significa que o segundo harmônico desta corda emite 20,0 Hz. 32. Aumentar o volume do som emitido pelo violão é o mesmo que aumentar a altura do som emitido. 368 - (UECE/2012) Uma corda de violão de comprimento L, presa em suportes fixos nas suas extremidades, realiza oscilações harmônicas de comprimentos de onda . Assim, as possíveis formas de oscilação dessa corda, com n = 1, 2, 3, …, são tais que a) (2n+1) = L. b) 2n = L. c) n/2 = L. d) n = L. 369 - (UEFS BA/2012) Uma corda com 50,0cm de comprimento, fixa nas extremidades e submetida a uma tração de intensidade 10,0N, vibra formando ondas estacionárias. Sabendo-se que a corda tem densidade linear de massa de 1,010–4 g/cm, a frequência fundamental da vibração, em hertz, é igual a a) 1,0 b) 10,0 c) 100,0 d) 1000,0 e) 10000,0 370 - (UNIOESTE PR/2012) A figura representa parte de uma onda que se propaga sobre uma corda para a direita com velocidade igual a 120/ m/s. Um dado ponto da corda possui uma aceleração máxima igual a a) 1440 m/s2. b) 200 m/s2. c) 3600 m/s2. d) 6000 m/s2. e) 1440/ m/s2. 371 - (Fac. de Ciências da Saúde de Barretos SP/2013) Uma fonte sonora, adaptada a um tubo aberto nas duas extremidades, produz ondas estacionárias no ar presente em seu interior, no padrão 3º harmônico. Se o tubo possui extensão de 30 cm, o comprimento de onda das ondas estacionárias, em centímetros, é a) 12. b) 10. c) 5. d) 20. e) 15. 372 - (Fac. Santa Marcelina SP/2012) Na orelha externa do aparelho auditivo do ser humano encontra-se o meato acústico, canal auditivo, que realiza a comunicação entre o meio externo e a orelha média. A figura mostra um esquema simplificado do aparelho auditivo humano. (http://www2.ibb.unesp.br) As ondas sonoras que atingem o pavilhão auricular formam ondas estacionárias no canal auditivo e fazem o tímpano vibrar com a mesma frequência. Esse canal pode ser comparado a um tubo sonoro semifechado que apresenta frequência fundamental correspondente à frequência de uma onda sonora de http://www2.ibb.unesp.br) Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica menor nível de intensidade que pode ser ouvida pelo ser humano. Analise o gráfico com valores médios do nível de intensidade sonora, em decibéis (dB), em função da frequência percebida pelo aparelho auditivo humano. O limiar da dor é apresentado pela linha vermelha superior e o limiar da audição é representado pela linha verde inferior. Com base nessas informações e considerando que as ondas sonoras se propagam no ar com velocidade de 340 m/s, estima-se que o comprimento do canal auditivo vale, em cm, aproximadamente, a) 0,4. b) 1,7. c) 2,1. d) 2,8. e) 4,2. 373 - (FUVEST SP/2013) Uma flauta andina, ou flauta de pã, é constituída por uma série de tubos de madeira, de comprimentos diferentes, atados uns aos outros por fios vegetais. As extremidades inferiores dos tubos são fechadas. A frequência fundamental de ressonância em tubos desse tipo corresponde ao comprimento de onda igual a 4 vezes o comprimento do tubo. Em uma dessas flautas, os comprimentos dos tubos correspondentes, respectivamente, às notas Mi (660 Hz) e Lá (220 Hz) são, aproximadamente, a) 6,6 cm e 2,2 cm. b) 22 cm e 5,4 cm. c) 12 cm e 37 cm. d) 50 cm e 1,5 m. e) 50 cm e 16 cm. Note e adote: A velocidade do som no ar é igual a 330 m/s. 374 - (IME RJ/2013) Quando uma corda de violão é tocada, o comprimento de onda da onda sonora produzida pela corda a) é maior que o comprimento de onda da onda produzida na corda, já que a distância entre as moléculas do ar é maior que a distância entre os átomos da corda. b) é menor que o comprimento de onda da onda produzida na corda, já que a massa específica do ar é menor que a massa específica da corda. c) é igual ao comprimento de onda da onda produzida na corda, já que as frequências das duas ondas são iguais. d) pode ser maior ou menor que o comprimento de onda da onda produzida na corda, dependendo das velocidades de propagação da onda sonora e da onda produzida na corda. e) pode ser maior ou menor que o comprimento de onda da onda produzida na corda, dependendo das frequências da onda sonora e da onda produzida na corda. 375 - (UFG GO/2013) Baseado nas propriedades ondulatórias de transmissão e reflexão, as ondas de ultrassom podem ser empregadas para medir a espessura de vasos sanguíneos. A figura a seguir representa um exame de ultrassonografia obtido de um homem adulto, onde os pulsos representam os ecos provenientes das reflexões nas paredes anterior e posterior da artéria carótida. Suponha que a velocidade de propagação do ultrassom seja de 1.500 m/s. Nesse sentido, a espessura e a função dessa artéria são, respectivamente: a) 1,05 cm – transportar sangue da aorta para a cabeça. b) 1,05 cm – transportar sangue dos pulmões para o coração. c) 1,20 cm – transportar sangue dos pulmões para o coração. d) 2,10 cm – transportar sangue da cabeça para o pulmão. e) 2,10 cm – transportar sangue da aorta para a cabeça. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 376 - (UFG GO/2013) Com o objetivo de determinar a frequência de uma nota musical emitida por um tenor, um estudante monta um equipamento constituído basicamente por um tubo vertical, um alto-falante e um cronômetro. O tubo, contendo água, possui 20 cm de diâmetro e a extremidade superior é aberta, onde será posicionado o alto-falante para reproduzir a nota do tenor, conforme ilustrado na figura. Na sua parte inferior, um furo permite que a água saia a uma taxa de aproximadamente 3 litros por segundo. À medida que a água é liberada e seu nível dentro do tubo é reduzido, a intensidade do som dentro do tubo varia de forma a atingir valores máximos com intervalos a cada 4 segundos. Considerando-se que a velocidade do som no ar é de 340 m/s e que o tenor emitiu esta nota na mesma intensidade por alguns minutos, calcule: a) A velocidade de descida do nível de água no tubo (considere = 3). b) A frequência da notamusical emitida pelo tenor. 377 - (UFRN/2013) O violão, instrumento musical bastante popular, possui seis cordas com espessuras e massas diferentes, resultando em diferentes densidades lineares. As extremidades de cada corda são fixadas como mostra a figura abaixo. Para produzir sons mais agudos ou mais graves, o violonista dispõe de duas alternativas: aumentar ou diminuir a tensão sobre a corda; e reduzir ou aumentar seu comprimento efetivo ao pressioná-la em determinados pontos ao longo do braço do instrumento. Para uma dada tensão, F, e um dado comprimento, L, a frequência de vibração, f, de uma corda de densidade linear é determinada pela expressão F L2 1f Levando em consideração as características descritas acima, para tocar uma determinada corda de violão visando produzir um som mais agudo, o violonista deverá a) diminuir o comprimento efetivo da corda, ou aumentar sua tensão. b) aumentar o comprimento efetivo da corda, ou diminuir sua tensão. c) diminuir o comprimento efetivo da corda, ou diminuir sua tensão. d) aumentar o comprimento efetivo da corda, ou aumentar sua tensão. 378 - (UNIFOR CE/2013) O órgão de tubos da Catedral de Notre Dame, em Paris, tem um tubo que mede 5,0 m de comprimento. O tubo está fechado em uma de suas extremidades e aberto na outra. Quando soprado no seu modo fundamental (considere a velocidade do som de 345,0 m/s), a frequência fundamental do som deste tubo é: a) 345 Hz b) 69 Hz c) 34,5 Hz d) 17,25 Hz e) 8,62 Hz 379 - (IFGO/2013) Um instrumento musical primitivo é feito por um tubo oco aberto em uma de suas extremidades e fechado na outra e é minimamente representado na figura a seguir. Sendo seu comprimento L = 2,5m, e considerando que a velocidade do som nesse ambiente seja de 320 m/s, é correto afirmar que: Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica a) Uma expressão que pode corretamente ser usada para se determinar a frequência do som emitido por esse instrumento é L.2 v.nf , em que " é a velocidade do som no ambiente, L é o comprimento do tubo e n é o número do harmônico emitido pelo instrumento para n = 1,2,3, …. b) A frequência do som emitido por esse instrumento é de 220 Hz. c) No interior do tubo, quanto maior a velocidade de propagação do som no ar, menor será a frequência do som emitido por esse instrumento. d) O comprimento de onda dentro do tubo, acima representado, será de aproximadamente 2,5 m. e) Um outro instrumento, em condições similares a este, com 5,0 m de comprimento, emitiria um som de frequência 80 Hz. 380 - (UEM PR/2013) Considere um tubo cilíndrico de comprimento AB , com uma extremidade aberta em A e outra fechada em B. Um alto-falante que gera ondas sonoras monocromáticas de 200 Hz é colocado próximo à extremidade A do tubo, lançando ondas sonoras em seu interior. No interior do tubo, há um dispositivo que mede a intensidade sonora ponto a ponto, detectando máximos de intensidade em A e a cada 1,6 m a partir de A, e intensidades nulas a cada 0,8 m a partir de A e também no ponto B. Com base nessas informações, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01. O comprimento de onda das ondas mecânicas formadas no interior do tubo é de 3,2 m. 02. No interior do tubo, são formadas ondas mecânicas progressivas, com um nodo em A e um antinodo em B. 04. A velocidade de propagação das ondas mecânicas no interior do tubo é de 640 m/s. 08. O fenômeno da superposição de ondas é observado no interior desse tubo. 16. O comprimento mínimo do tubo para que ondas estacionárias sejam geradas em seu interior, nas condições dadas no enunciado, é de 6,4 m. 381 - (UEPA/2013) Notas musicais, emitidas, por exemplo, por um violão, são compostas por vários sons de frequências diferentes. Cada um desses sons é um harmônico. Considere que ao dedilhar a corda de um violão de comprimento igual a 0,5 m e massa igual a 5 g, a tensão aplicada na corda seja de 4 N. Com base nestas informações, é correto afirmar que a frequência do 4º harmônico emitido por esta corda, em Hz, é igual a: a) 60 b) 80 c) 100 d) 120 e) 140 382 - (UFG GO/2013) O violão é um instrumento musical que tem seis cordas que vibram entre dois pontos fixos, sendo um deles no rastilho e o outro em algum traste, conforme ilustra a figura a seguir. Os trastes são fixados no braço do violão e possibilitam variar o comprimento da corda vibrante. Quando a corda é pressionada na primeira casa, por exemplo, ela vibra entre o rastilho e o segundo traste. Sendo assim, uma corda pode produzir sons com diferentes frequências fundamentais, que podem ser organizadas em uma sequência {f1 , f2 , f3 , …, fn , …} , onde n é o número do traste correspondente. Nessa sequência, o valor da frequência f n é igual ao valor da frequência fn – 1, multiplicado por uma constante. Além disso, o décimo terceiro traste situa-se no ponto médio entre o primeiro traste e o rastilho. Com base no exposto, determine: a) a velocidade de uma onda transversal em uma corda de 70 cm de comprimento para o primeiro harmônico que vibra com frequência f1=44 Hz; b) a razão entre a frequência f1 e aquela produzida quando se pressiona a corda na sexta casa. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 383 - (UFMG/2013) Uma corda esticada e presa nas duas extremidades pode vibrar em diferentes frequências, sendo a mais baixa delas denominada frequência do modo fundamental. Em um violino, a distância entre as extremidades em cada corda é de 0,32 m. Maria Sílvia coloca esse violino próximo a um autofalante conectado a um dispositivo capaz de produzir sons com frequências que variam continuamente entre 500 Hz e 1.500 Hz . Ela observa que uma das cordas oscila apenas quando o dispositivo emite sons com as frequências de 880 Hz e 1.320 Hz. Dado: vsom = 340 m/s 1. Na situação dessa corda vibrando em seu modo fundamental, DETERMINE A) a frequência da vibração. B) o comprimento de onda da onda na corda. 2. Com relação ao som emitido por essa corda quando ela vibra em seu modo fundamental, DETERMINE A) a frequência dessa onda sonora. B) o comprimento de onda dessa onda sonora. 384 - (IFGO/2013) Em uma partida de futebol, quando um time apresenta vantagem sobre o adversário, é comum que a torcida do time que se sobressai faça a famosa “OLA”, que consiste em um movimento de torcedores que se levantam e sentam-se novamente de maneira sincronizada e coordenada, assemelhando-se a uma onda se propagando nas arquibancadas dos estádios. A respeito da onda-OLA, é possível classificá-la como sendo uma onda a) mecânica, longitudinal e unidimensional. b) eletromagnética, transversal e tridimensional. c) mecânica, transversal e bidimensional. d) eletromagnética, longitudinal e linear. e) mecânica, transversal e tridimensional. 385 - (UECE/2014) Considere uma onda transversal que se propaga em uma corda muito extensa. Sobre a velocidade de propagação dessa onda, é correto afirmar-se que a) permanece constante independente da tensão na corda. b) decresce com o aumento da tensão na corda. c) cresce com o aumento da tensão na corda. d) cresce com o aumento na densidade linear da corda. 386 - (Unicastelo SP/2014) Uma corda elástica tem uma de suas extremidades presa em uma parede vertical e a outra é segura por uma pessoa. Com a corda em repouso na horizontal, a pessoa faz sua mão oscilar verticalmente gerando, inicialmente, ondas com uma frequência f1 = 3 Hz. Num determinado instante, quando as primeiras ondas ainda se propagavam pela corda, ela aumenta a frequência de oscilação de sua mão, fazendo novas ondas se propagarem com uma frequência f2. Considerando as medidas indicadas na figura e sabendo que a velocidade de propagação das ondas nessa corda é constante, o valor de f2, em hertz, é a) 5,5.b) 4,5. c) 4,0. d) 3,5. e) 5,0. 387 - (FPS PE/2014) Uma corda ideal com massa 0,01 kg, quando esticada tem um comprimento de 1,6 m. A corda é presa em uma extremidade por um sistema vibrante (ver figura abaixo) e na outra extremidade por uma polia, a qual suspende um peso de massa m = 0,16 kg. O oscilador é posto a vibrar, produzindo o segundo harmônico de uma onda estacionária na corda. A aceleração da gravidade vale 10 m/s2. A velocidade v de propagação das ondas na corda será: a) 4 m/s b) 8 m/s c) 16 m/s d) 24 m/s e) 32 m/s Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 388 - (UFPR/2014) Um órgão é um instrumento musical composto por diversos tubos sonoros, abertos ou fechados nas extremidades, com diferentes comprimentos. Num certo órgão, um tubo A é aberto em ambas as extremidades e possui uma frequência fundamental de 200 Hz. Nesse mesmo órgão, um tubo B tem uma das extremidades aberta e a outra fechada, e a sua frequência fundamental é igual à frequência do segundo harmônico do tubo A. Considere a velocidade do som no ar igual a 340 m/s. Os comprimentos dos tubos A e B são, respectivamente: a) 42,5 cm e 31,9 cm. b) 42,5 cm e 63,8 cm. c) 85,0 cm e 21,3 cm. d) 85,0 cm e 42,5 cm. e) 85,0 cm e 127,0 cm. TEXTO: 1 - Comum à questão: 389 Para seus cálculos, sempre que necessário, utilize os seguintes dados: 389 - (UERJ/2006) 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 abaixo. a) Determine a freqüência 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. Calcule o tempo que as ondas sonoras levam para atingir esse porto quando o tubo do apito se encontra a 9.045 m de distância. TEXTO: 2 - Comum à questão: 390 PARA SEUS CÁLCULOS, SEMPRE QUE NECESSÁRIO, UTILIZE AS SEGUINTES CONSTANTES FÍSICAS: 390 - (UERJ/2008) Uma onda harmônica propaga-se em uma corda longa de densidade constante com velocidade igual a 400 m/s. A figura abaixo mostra, em um dado instante, o perfil da corda ao longo da direção x. Calcule a freqüência dessa onda. TEXTO: 3 - Comum à questão: 391 Utilize g = 10 m/s2 e 3 , sempre que for necessário na resolução das questões. 391 - (UNICAMP SP/2008) O ruído sonoro nas proximidades de rodovias resulta predominantemente da compressão do ar pelos pneus de veículos que trafegam a altas velocidades. O uso de asfalto emborrachado pode reduzir significativamente esse ruído. O gráfico a seguir mostra duas curvas de intensidade do ruído sonoro em função da freqüência, uma para asfalto comum e outra para asfalto emborrachado. a) As intensidades da figura foram obtidas a uma distância r = 10 m da rodovia. Considere que a intensidade do ruído sonoro é dada por I = P/ 4 r2, onde P é a potência de emissão do ruído. Calcule P na freqüência de 1000 Hz para o caso do asfalto emborrachado. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica b) Uma possível explicação para a origem do pico em torno de 1000 Hz é que as ranhuras longitudinais dos pneus em contato com o solo funcionam como tubos sonoros abertos nas extremidades. O modo fundamental de vibração em um tubo aberto ocorre quando o comprimento de onda é igual ao dobro do comprimento do tubo. Considerando que a freqüência fundamental de vibração seja 1000 Hz, qual deve ser o comprimento do tubo? A velocidade de propagação do som no ar é v = 340 m/s. TEXTO: 4 - Comum à questão: 392 Dados: Aceleração da gravidade: 10 m/s2 Velocidade da luz no vácuo: 3 x 108 m/s. Constante de Planck: 6,63 x 10-34 J.s C Vm 10 x 9 4 1k 9 0 392 - (UFPE/2009) Um estudante de física deseja localizar o ponto médio entre duas encostas de um vale. A figura mostra uma vista de cima das encostas e a posição do estudante. Ele faz explodir uma pequena bomba e registra os intervalos de tempo s 5,1tD e s 50,0tE , respectivamente, entre a explosão e os primeiros ecos do lado direito (D) e do esquerdo (E). Sabendo-se que a velocidade do som vale v = 340 m/s, calcule a distância perpendicular, d, entre a posição da explosão e a linha média, em metros. Suponha que o ar está parado em relação ao solo. TEXTO: 5 - Comum à questão: 393 393 - (UFCG PB/2009) Considere as seguintes situações: I. Um estudante relata que durante excursão a uma mina, pôde, ao gritar, perceber o eco, resultado da reflexão do som na parede da mina, porque a parede estava localizada a 10 m de distância. II. Uma parede tem altura de três metros e comprimento de 10 m. Uma pessoa conversa por trás dela, mas uma outra pessoa, na frente da parede, não poderá jamais ouvi-la, porque as dimensões da parede não permitem a difração do som produzido pela pessoa. III. Uma menina estica e prende uma corda metálica de baixa densidade linear e a faz emitir, para o seu modo de vibração fundamental, uma freqüência de 40 Hz. A freqüência de vibração de seu terceiro harmônico não será audível para um ser humano com audição normal, porque terá freqüência acima de 20 kHz. Em relação ao valor de verdade das explicações apresentadas em cada situação pode-se dizer que a) as explicações I e II são verdadeiras. b) apenas a explicação III é verdadeira. c) apenas as explicações I e III são falsas. d) todas as explicações são verdadeiras. e) todas as explicações são falsas. Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica TEXTO: 6 - Comum à questão: 394 Esta prova tem por finalidade verificar seus conhecimentos sobre as leis que regem a natureza. Interprete as questões do modo mais simples e usual. Não considere complicações adicionais por fatores não enunciados. Em caso de respostas numéricas, admita exatidão com um desvio inferior a 5 %. A aceleração da gravidade será considerada como g = 10 m/s². 394 - (UPE/2009) Um cabo de telefone tem 4,00 m de comprimento e massa 0,20 kg. Um pulso ondulatório transversal é produzido, dando-se um arranco em uma extremidade do cabo. O pulso realiza quatro deslocamentos de ida e volta ao longo do cabo em 0,80s. A tensão no cabo vale em newtons a) 60 b) 80 c) 40 d) 20 e) 100 TEXTO: 7 - Comum à questão: 395 m/s 10 x 3,4ar no som do Velocidade m/s 10 x 3,0 vácuono luz da Velocidade 3 /kgN.m 10 x 7,0nalGravitacio Constante m 10 x 1,5Sol-Terra média Distância kg 10 x 6,0Terra da Massa m/s 10:Gravidade da Aceleração kg/m 10 x 1,0Água da Densidade Pa 10 x 1,0aAtmosféric Pressão 2 8 2211- 11 24 2 33 5 DADOS 395 - (UFCG PB/2009) Um golfinho emite um som, no ar, de comprimento de onda igual a m 10 x 3,4 -3 . A tabela abaixo mostra os limites de audição de alguns animais: Hz 10 x 1,6Hz 20Morcego Hz 10 x 8,0Hz 40 Baleia Hz 10 x 3,0Hz 20 Cão Hz 10 x 4,5Hz 30 Gato 5 4 4 4 Máximo Mínimo Animal Pode-se afirmar que os animais dentre aqueles citados que perceberão a emissão do som são a) apenas a baleia. b) todos os animais. c) o cão e o gato. d) apenas o morcego. e) apenas o gato. TEXTO: 8 - Comum às questões: 396, 397 Todos os métodos de diagnose médica que usam ondas ultrassônicas se baseiam na reflexão do ultrassom nas interfaces (superfícies de separação entre dois meios) ou no efeito Doppler produzido pelos movimentos dentro do corpo. A informação diagnóstica sobre a profundidade das estruturas no corpo pode ser obtida enviando um pulso de ultrassom através do corpo e medindo-se o intervalo de tempo entre o instante de emissão do pulso e o derecepção do eco. Uma das aplicações do efeito Doppler é examinar o movimento das paredes do coração, principalmente dos fetos. Para isso, ondas ultrassônicas de comprimentos de onda de 0,3 mm são emitidas na direção do movimento da parede cardíaca. Como boa aproximação, a velocidade do ultrassom no corpo humano vale 1500 m/s. 396 - (UEG GO/2010) Se em um exame Doppler a velocidade de movimento de uma parede cardíaca for de 7,5 cm/s, qual será a variação da frequência observada devido ao efeito Doppler? a) 30 MHz b) 40 MHz c) 50 MHz d) 60 MHz 397 - (UEG GO/2010) Num exame oftalmológico, detectou-se um eco proveniente de um elemento estranho no humor vítreo. O intervalo de tempo entre o pulso emitido e o eco recebido foi de 0,01 ms. A que distância da córnea se localiza o corpo estranho? a) 0,45 cm b) 0,55 cm c) 0,65 cm d) 0,75 cm Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica TEXTO: 9 - Comum à questão: 398 Informações: g = 10 m/s2 Densidade da água: 1,0 103 kg/m3 Calor latente de fusão do gelo: 105 cal/kg. = 3 398 - (UFCG PB/2010) George Orwell descreveu, no livro 1984, uma sociedade totalitária onde o Big Brother (O Grande Irmão) estabelecia, com a colaboração das tecnologias da informação, um rígido controle social. No que diz respeito ao controle do Estado sobre os cidadãos e as cidadãs, pode-se considerar que Orwell fez uma previsão razoável. Com as tecnologias informadas pela ciência contemporânea as possibilidades desse controle estão disponíveis. O modelo de ondas está presente na maioria delas. Dessa forma um Big Brother atual poderia realizar os seguintes controles, EXCETO a) rastrear uma pessoa, utilizando-se de um sonar instalado num satélite em órbita da Terra. b) gravar a conversa de duas pessoas a partir de sons refletidos em certo obstáculo. c) transmitir imagens de uma câmera escondida no quarto de uma pessoa, através de fibra ótica, dispositivo baseado no fenômeno da reflexão total de ondas de luz. d) registrar as atividades de pessoas, utilizando uma câmara digital considerando suas restrições, pois o registro das imagens depende de um sistema de lentes. e) rastrear uma conversação telefônica por celular com equipamento que leve em conta a frequência da onda do emissor. TEXTO: 10 - Comum à questão: 399 Dados: g = 10 2s m k0= 9,0 109 2 2 C m N c = 3,0 108 s m vsom = 340 s m T(K) = 273 + T(°C) 399 - (UFSC/2010) Em relação às ondas e aos fenômenos ondulatórios, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. A variação da frequência das ondas percebidas por um observador, devido ao movimento relativo entre este e a fonte geradora das ondas, é explicada pelo efeito Doppler. 02. Uma onda, que se propaga em determinado meio, terá uma velocidade que depende deste meio e uma frequência definida pela fonte da onda. 04. A velocidade de uma onda em um determinado meio é de 120 m/s, para uma frequência de 60 Hz. Dobrando a frequência, a velocidade da onda neste meio também dobra. 08. Dois instrumentos musicais, emitindo a mesma nota musical, são diferenciados um do outro pela altura do som. 16. A refração é caracterizada pela mudança de direção de propagação da onda ao mudar de meio. TEXTO: 11 - Comum à questão: 400 Nesta prova, quando necessário, adote: • Calor específico da água: c = 1,00 cal / g ºC. • Valor da aceleração da gravidade: g = 10m/s2. • O atrito e a resistência do ar podem ser desconsiderados. • 1 litro de água equivale a 1.000 gramas. 400 - (UFPB/2010) Em um trecho reto de determinada estrada, um fusca move-se do ponto A para o ponto B com velocidade de 20 m/s. Dois outros carros estão passando pelos pontos A e B, com velocidade de 20 m/s, porém com sentido contrário ao do fusca, conforme ilustrado na figura abaixo. Nesse momento, o motorista do fusca começa buzinar e o som emitido pela buzina tem frequência f. Denominando as frequências ouvidas pelos motoristas dos carros que passam pelos pontos A e B de fA e fB, respectivamente, é correto afirmar que a) fA = fB > f b) fA = fB < f c) fA > f > fB d) fA < f < fB e) fA = fB = f Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica TEXTO: 12 - Comum à questão: 401 Dados: Velocidade da luz no vácuo: 3,0 × 108 m/s Aceleração da gravidade: 10 m/s2 229 0 /CNm 100,9 4 1 Calor específico da água: 1,0 cal/gºC Calor latente de evaporação da água: 540 cal/g 401 - (UFPE/2010) Quando uma pessoa se encontra a 0,5 m de uma fonte sonora puntiforme, o nível de intensidade do som emitido é igual a 90 dB. A quantos metros da fonte ela deve permanecer de modo que o som tenha a intensidade reduzida ao nível mais suportável de 70 dB? O nível de intensidade sonora, medido em decibéis (dB), é calculado através da relação: N = 10 log (I/I0), onde I0 é uma unidade padrão de intensidade. TEXTO: 13 - Comum à questão: 402 Esta prova aborda fenômenos físicos em situações do cotidiano, em experimentos científicos e em avanços tecnológicos da humanidade. Em algumas questões, como as que tratam de Física Moderna, as fórmulas necessárias para a resolução da questão foram fornecidas no enunciado. Quando necessário use g = 10 m/s2 para a aceleração da gravidade na superfície da Terra e = 3. 402 - (UNICAMP SP/2010) Em 2009 completaram-se vinte anos da morte de Raul Seixas. Na sua obra o roqueiro cita elementos regionais brasileiros, como na canção “Minha viola”, na qual ele exalta esse instrumento emblemático da cultura regional. A viola caipira possui cinco pares de cordas. Os dois pares mais agudos são afinados na mesma nota e frequência. Já os pares restantes são afinados na mesma nota, mas com diferença de altura de uma oitava, ou seja, a corda fina do par tem frequência igual ao dobro da frequência da corda grossa. As frequências naturais da onda numa corda de comprimento L com as extremidades fixas são dadas por LvNf N , sendo N o harmônico da onda e v a sua velocidade. a) Na afinação Cebolão Ré Maior para a viola caipira, a corda mais fina do quinto par é afinada de forma que a frequência do harmônico fundamental é f1fina = 220 Hz. A corda tem comprimento L = 0,5 m e densidade linear = 5 × 10−3 kg/m . Encontre a tensão aplicada na corda, sabendo que a velocidade da onda é dada por v . b) Suponha que a corda mais fina do quinto par esteja afinada corretamente com f1 fina = 220Hz e que a corda mais grossa esteja ligeiramente desafinada, mais frouxa do que deveria estar. Neste caso, quando as cordas são tocadas simultaneamente, um batimento se origina da sobreposição das ondas sonoras do harmônico fundamental da corda fina de frequência f1 fina, com o segundo harmônico da corda grossa, de frequência f2grossa. A frequência do batimento é igual à diferença entre essas duas frequências, ou seja, fbat = f1fina – f2grossa. Sabendo que a frequência do batimento é fbat = 4Hz , qual é a frequência do harmônico fundamental da corda grossa, f1grossa? TEXTO: 14 - Comum à questão: 403 Se necessário considerar os dados abaixo: Aceleração da gravidade: 10 m/s2 Densidade da água: 1 g/cm3 = 103 kg/m3 Calor específico da água: 1 cal/g.°C Carga do elétron = 1,6 x 10–19 C Massa do elétron = 9 x 10–31 kg Velocidade da luz no vácuo = 3 x 108 m/s Constante de Planck = 6,6 x 10–34 J.s sen 37° = 0,6 cos 37° = 0,8 403 - (UFPE/2011) A figura mostra uma corda AB, de comprimento L, de um instrumento musical com ambas as extremidades fixas. Mantendo-se a corda presa no ponto P, a uma distância L/4 da extremidade A, a frequência fundamental da onda transversal produzida no trecho AP é igual a 294 Hz. Para obter um som mais grave o instrumentista golpeia a corda no trechomaior PB. Qual é a frequência fundamental da onda neste caso, em Hz? Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica TEXTO: 15 - Comum às questões: 404, 405 O radar é um dos dispositivos mais usados para coibir o excesso de velocidade nas vias de trânsito. O seu princípio de funcionamento é baseado no efeito Doppler das ondas eletromagnéticas refletidas pelo carro em movimento. Considere que a velocidade medida por um radar foi Vm = 72 km/h para um carro que se aproximava do aparelho. 404 - (UNICAMP SP/2011) Para se obter Vm o radar mede a diferença de frequências f, dada por 0m0 fc Vfff , sendo f a frequência da onda refletida pelo carro, f0 = 2,41010 Hz a frequência da onda emitida pelo radar e c = 3,0108 m/s a velocidade da onda eletromagnética. O sinal (+ ou -) deve ser escolhido dependendo do sentido do movimento do carro com relação ao radar, sendo que, quando o carro se aproxima, a frequência da onda refletida é maior que a emitida. Pode-se afirmar que a diferença de frequência f medida pelo radar foi igual a a) 1600 Hz. b) 80 Hz. c) –80 Hz. d) –1600 Hz. 405 - (UNICAMP SP/2011) Quando um carro não se move diretamente na direção do radar, é preciso fazer uma correção da velocidade medida pelo aparelho (Vm) para obter a velocidade real do veículo (Vr). Essa correção pode ser calculada a partir da fórmula Vm = Vrcos() , em que é o ângulo formado entre a direção de tráfego da rua e o segmento de reta que liga o radar ao ponto da via que ele mira. Suponha que o radar tenha sido instalado a uma distância de 50 m do centro da faixa na qual o carro trafegava, e tenha detectado a velocidade do carro quando este estava a 130 m de distância, como mostra a figura abaixo. Se o radar detectou que o carro trafegava a 72 km/h, sua velocidade real era igual a a) 66,5 km/h. b) 78 km/h. c) 36 3 km/h. d) 144/ 3 km/h. TEXTO: 16 - Comum à questão: 406 Utilize g = 10 m/s2 sempre que necessário na resolução dos problemas. 406 - (UNICAMP SP/2004) Uma das formas de se controlar misturas de gases de maneira rápida, sem precisar retirar amostras, é medir a variação da velocidade do som no interior desses gases. Uma onda sonora com freqüência de 800 kHz é enviada de um emissor a um receptor (vide esquema), sendo então medida eletronicamente sua velocidade de propagação em uma mistura gasosa. O gráfico abaixo apresenta a velocidade do som para uma mistura de argônio e nitrogênio em função da fração molar de Ar em N2. a) Qual o comprimento de onda da onda sonora no N2 puro? b) Qual o tempo para a onda sonora atravessar um tubo de 10 cm de comprimento contendo uma mistura com uma fração molar de Ar de 60%? Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica GABARITO: 1) Gab: C 2) Gab: D 3) Gab: VFFVVF 4) Gab: a) 170 Hz b) 200 Hz 5) Gab: C 6) Gab: E 7) Gab: C 8) Gab: C 9) Gab: E 10) Gab: B 11) Gab: A 12) Gab: FVVVF 13) Gab: E 14) Gab: A 15) Gab: A 16) Gab: D 17) Gab: A 18) Gab: B 19) Gab: D 20) Gab: CECEEE 21) Gab: B 22) Gab: E 23) Gab: A 24) Gab: A 25) Gab: D 26) Gab: C 27) Gab: CEECE 28) Gab: 67 29) Gab: 14 30) Gab: A 31) Gab: D 32) Gab: 20 33) Gab: FFVF 34) Gab: C 35) Gab: FVVFFV 36) Gab: C 37) Gab: D 38) Gab: C 39) Gab: VFVV 40) Gab: VVVV 41) Gab: ECEE 42) Gab: B 43) Gab: D 44) Gab: C 45) Gab: B 46) Gab: C 47) Gab: E 48) Gab: 12 49) Gab: B 50) Gab: C 51) Gab: B 52) Gab: E Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 53) Gab: E 54) Gab: B 55) Gab: A 56) Gab: I. E; II. I- cm77TV 440 340 ARf V ARAR AR ; II- a freqüência da onda que se propaga não depende do meio mas apenas da fonte que emite a onda; III. m30,3TV 440 1450 ARf V AGAG AG . 57) Gab: A. E; B. entre 0,017m e 17m; C. ocorre difração. Cada ponto da superfície de onda na região da abertura se comporta como se fora uma nova fonte de onde se propagam ondas que se espalham através do ambiente. 58) Gab: A 59) Gab: a) 4,3; b) 4,3 60) Gab: 60 61) Gab: 15 62) Gab: a) f = 5 Hz b) VB = –10m/s ; portanto, o tubo B deve afastar-se do observador com uma velocidade de módulo 10m/s. 63) Gab: a) Pelo gráfico do enunciado, podemos observar que de 20Hz a 200Hz o indivíduo A percebe sons de níveis sonsoros menores que B, o que nos leva a concluir que, nesse intervalo de frequência, A ouve menlhor que B. b) Imin = 1W/m2 c) A = 102 64) Gab: a) 1,5 m b) as possíveis soluções são: 220Hz 220Hz 0 0,75 1,5 2,25 3 3,75 4,5 5,25 6 (metros) 65) Gab: A 66) Gab: a) Dentro da faixa de freqüências percebida pelo ser humano (20 a 20 000 Hz), o nível de intensidade máximo tolerado deve ser o mínimo da linha do limiar da dor, ou seja, aproximadamente 110 dB. Para que o aviso emitido por uma única fonte seja ouvido pela maior parte da população, é recomendado que se utilizem sons entre, aproximadamente, 2 000 Hz e 4 000 Hz, em que a intensidade sonora necessária para a audição é menor. b) 2m W710I (Comparando com o valor obtido com o gráfico, o resultado está correto. 67) Gab: E 68) Gab: D 69) Gab: B 70) Gab: A 71) Gab: a) Da leitura do gráfico, podemos concluir que o valor mínimo da velocidade do som situa-se no intervalo 1 505 m/s < vmín. < 1 510 m/s. Do mesmo gráfico, temos que a profundidade (y) em que isso ocorre situa-se no intervalo 50 m < y < 100 m. b) mm 510 m 0,51030001530 mm 507 m 0,50730001520 mm 503m 503,030001510 f v)Hz(f)s/m(v Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 72) Gab: A 73) Gab: E 74) Gab: a) f = 170 Hz b) c) Am = 1,4 Pa 75) Gab: i2 = 45º (ângulo de refração) Na refração não ocorre mudança da freqüência, portanto a freqüência do som no CO2 é 6 kHz. 76) Gab: A 77) Gab: B 78) Gab: C 79) Gab: ECCE 80) Gab: C 81) Gab: C 82) Gab: CEEE 83) Gab: D 84) Gab: D 85) Gab: De acordo com a descrição, a trena emite uma onda sonora que é refletida no ponto em relação ao qual se deseja medir a distância e captada, na volta, pela trena. Portanto, para se medir a distância o que se mede efetivamente é o tempo de ida e volta da onda sonora de forma que, ao se medir uma distância d = 20m, o tempo medido é igual a s12,0 340 20.2 v d2t . 86) Gab: C 87) Gab: B 88) Gab: 17 89) Gab: 07 90) Gab: A 91) Gab: A 92) Gab: A 93) Gab: C 94) Gab: B 95) Gab: C 96) Gab: B 97) Gab: A 98) Gab: A 99) Gab: 86 100) Gab: C 101) Gab: A 102) Gab: a) 10 m b) 3,40 m c) I = 1,0 x 105 W/m2 103) Gab: A 104) Gab: A 105) Gab: Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 106) Gab: C 107) Gab: C 108) Gab: C 109) Gab: 22 110) Gab: D 111) Gab: B 112) Gab: D 113) Gab: a) RESSONÂNCIA b) i - Todo corpo tem suas freqüências naturais de vibração (modos de vibração). ii - Quando o corpo é submetido a estímulos externos periódicos com freqüência igual a uma de suas freqüências naturais, o corpo oscilará com maior amplitude, quando se diz que o mesmo está em ressonância. iii – No caso, Flavita ajustava a tensão na corda 4 para deixá-la com as mesmas freqüências naturais das da corda 5, pressionada entre o 4º e o 5º traste. 114) Gab: B 115) Gab: C 116) Gab: D 117) Gab: A 118) Gab: A 119) Gab: D 120) Gab: 93 121) Gab: D 122) Gab: B 123) Gab: B 124) Gab: A 125) Gab: A 126) Gab: B 127) Gab: C 128) Gab: 05 129) Gab: E 130) Gab: a) Maior. A medida que a pessoa se aproxima da fonte, ele observa um aumento do número de frentes de onda passando por ele por unidade de tempo em relação a situação em que a pessoa se encontra parada,implicando num aumento da freqüência. b) s/m18V/2fff som21 pessoa0 v f 131) Gab: E 132) Gab: A 133) Gab: 21 134) Gab: D 135) Gab: A 136) Gab: h = 11,3 m 137) Gab: D 138) Gab: A 139) Gab: C 140) Gab: E 141) Gab: A 142) Gab: A 143) Gab: C 144) Gab: a) 256 Hz b) f = 0 145) Gab: B 146) Gab: C 147) Gab: D 148) Gab: C 149) Gab: A Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 150) Gab: B 151) Gab: 03 152) Gab: D 153) Gab: C 154) Gab: B 155) Gab: A 156) Gab: B 157) Gab: D 158) Gab: 22 159) Gab: 9/8 160) Gab: B 161) Gab: C 162) Gab: D 163) Gab: D 164) Gab: 31 165) Gab: r2 = 1010 m não há distância segura para a baleia 166) Gab: dB 6 167) Gab: D 168) Gab: A 169) Gab: B 170) Gab: A 171) Gab: A 172) Gab: C 173) Gab: 09 174) Gab: 12 175) Gab: A 176) Gab: D 177) Gab: A 178) Gab: A 179) Gab: B 180) Gab: D 181) Gab: a) f = 680 Hz b) N = 2.160 frentes de ondas c) f’ = 720 Hz 182) Gab: a) De acordo com os pontos assinalados nos gráficos, a resposta é: 35 anos para os homens e 45 anos para as mulheres. b) iS = 0,6 mA 183) Gab: D 184) Gab: D 185) Gab: E 186) Gab: E 187) Gab: B 188) Gab: C 189) Gab: Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica a) (ar) f = 40000 Hz (água) OH2 = 3,5 10 –2 m b) H = 420 m c) As ondas sonoras são ondas mecânicas que precisam de meios materiais para propagar-se. 190) Gab: B 191) Gab: D 192) Gab: A 193) Gab: A 194) Gab: 15 195) Gab: D 196) Gab: C 197) Gab: 66m 198) Gab: C 199) Gab: C 200) Gab: C 201) Gab: B 202) Gab: A 203) Gab: a) Porque, apesar de a fonte ser a mesma, a distância assegura que a intensidade do som percebida pela pessoa que está mais distante será diferente, ou seja, seus tímpanos serão menos pressionados pelas ondas sonoras. Isso ocorre porque a intensidade sonora da fonte, medida em W/m2, diminui quando a onda se propaga por uma área maior. b) = 17 m (maior) = 0,017 m (menor) 204) Gab: C 205) Gab: B 206) Gab: D 207) Gab: B 208) Gab: 28 209) Gab: C 210) Gab: B 211) Gab: B 212) Gab: 26 213) Gab: C 214) Gab: VFFVF 215) Gab: B 216) Gab: E 217) Gab: 17 218) Gab: B 219) Gab: a) b) Ao se aproximar a fonte sonora do pedestre, as frentes de ondas atingirão o pedestre em menor tempo; consequentemente recebe o som com maior frequência. 220) Gab: E 221) Gab: E 222) Gab: A 223) Gab: E 224) Gab: A 225) Gab: D 226) Gab: D 227) Gab: B 228) Gab: 10 229) Gab: 27 230) Gab: E 231) Gab: B 232) Gab: B Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 233) Gab: C 234) Gab: B 235) Gab: FFFF 236) Gab: 02 237) Gab: B 238) Gab: C 239) Gab: 04 240) Gab: B 241) Gab: C 242) Gab: A 243) Gab: B 244) Gab: C 245) Gab: B 246) Gab: A 247) Gab: B 248) Gab: A 249) Gab: B 250) Gab: E 251) Gab: 57 cm 252) Gab: C 253) Gab: 41 254) Gab: C 255) Gab: B 256) Gab: C 257) Gab: EEEC 258) Gab: CCEEE 259) Gab: CEECC 260) Gab: A 261) Gab: EECCE 262) Gab: D 263) Gab: C 264) Gab: a) L = 10 3 b) T = 1200K c) a freqüência irá reduzir 265) Gab: C 266) Gab: C 267) Gab: D 268) Gab: A 269) Gab: A 270) Gab: B 271) Gab: 54 Justificativa: A densidade de massa é = 20x10-3/1 = 20x10-3kg/m. Como = 2L v = = 2x260 = 520 m/s. A tensão será T = v2 = 20x10-3(520)2 = 54 x 102 N 272) Gab: A 273) Gab: A 274) Gab: A 275) Gab: A 276) Gab: A 277) Gab: C 278) Gab: C 279) Gab: A 280) Gab: E 281) Gab: A 282) Gab: A Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 283) Gab: D 284) Gab: A 285) Gab: C 286) Gab: C 287) Gab: E 288) Gab: L’ = 34,8 cm 289) Gab: 38 290) Gab: E 291) Gab: CECE 292) Gab: VFVFV 293) Gab: CCCC 294) Gab: a) 122 b) 077 295) Gab: CEEC 296) Gab: E 297) Gab: a) f’ = 400 Hz b) Te = 672 N 298) Gab: A 299) Gab: B 300) Gab: E 301) Gab: VFVFV 302) Gab: 28 303) Gab: B 304) Gab: C 305) Gab: A velocidade de cada ponto da corda pode ser calculado como a soma das velocidades que cada pulso, individualmente, provocaria. No ponto A, tanto o pulso que se propaga para a direita quanto o que se propaga para a esquerda provocam uma velocidade transversal negativa. Portanto, a velocidade transversal do ponto A é negativa. Já no ponto B, tanto o pulso que se propaga para a direita quanto o que se propaga para a esquerda provocam uma velocidade transversal positiva. Portanto, a velocidade transversal do ponto B é positiva. 306) Gab: 50 307) Gab: D 308) Gab: a) Como entre dois nós consecutivos temos meio comprimento de onda, vem: cm 24 12 . 2d . 2 b) A força de tração no fio é, em módulo, igual a F = P = ma = 0.18 . 10 = 1.8 N Assim, a freqüência é dada por: f . v F f . Fv Hz 250f 10 . 5,0 1,8 f . 0,24 4- 309) Gab: D 310) Gab: a) 9 1 2 ; b) g9 f8M 1 22 311) Gab: a) Ruídos ambientes excitam o ar no interior da concha em suas freqüências naturais. A variação dessa ressonância dá a sensação de estarmos ouvindo as ondas do mar. b) f = 550 Hz 312) Gab: A 313) Gab: B 314) Gab: C 315) Gab: 85Hz 316) Gab: C 317) Gab: B 318) Gab: B 319) Gab: A 320) Gab: B Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 321) Gab: C 322) Gab: A 323) Gab: 1. 480 m/s 2. 0,50 m 324) Gab: D 325) Gab: D 326) Gab: B 327) Gab: CECE 328) Gab: a) ftubo = 200 Hz b) m = 7,2 kg 329) Gab: B 330) Gab: 11 331) Gab: B 332) Gab: B 333) Gab: B 334) Gab: Pelos dados da questão, o pulso se moveu para a direita de uma distância d no intervalo de tempo t2 . Portanto, sua velocidade de propagação é t) 2/(dvp . No instante t 4t , o pulso se encontra entre as posições x=d e x=2d, de modo que na posição 4/d5x , isto é 4/ddx , o ponto da corda está descendo, devido ao avanço do pulso. Levando em conta que o ápice do pulso, na altura h, leva um tempo t para descer ao eixo Ox, obtemos para o módulo da velocidade vertical dos pontos da corda t/h . Portanto, a velocidade procurada é vertical com valor t/hvy . 335) Gab: 08 336) Gab: A 337) Gab: A 338) Gab: A 339) Gab: D 340) Gab: C 341) Gab: B 342) Gab: B 343) Gab: 025 (001+008+016) 344) Gab: FFVFV 345) Gab: A 346) Gab: D 347) Gab: B 348) Gab: C 349) Gab: C 350) Gab: D 351) Gab: C 352) Gab: C 353) Gab: E 354) Gab: C 355) Gab: D 356) Gab: A 357) Gab: C 358) Gab: D 359) Gab: 02 360) Gab: 25 361) Gab: E 362) Gab: A 363) Gab: B 364) Gab: C Prof. Fabricio Scheffer Megalista – Aula 35 Acústica 365) Gab: C 366) Gab: 13 367) Gab: 24 368) Gab: C 369) Gab: D 370) Gab: D 371) Gab: D 372) Gab: D 373) Gab: C 374) Gab: D 375) Gab: A 376) Gab: a) 9,5510–2 m/ s b) 445 Hz 377) Gab: A 378) Gab: D 379) Gab: E 380) Gab: 13 381) Gab: B 382) Gab: a) v = 61,6 m/s b) 2 2 383) Gab: 1. A) frequência da vibração 440 Hz B) = 0,64 m 2. A) A frequência de uma onda é a mesma que a de sua fonte, a corda, em seu modo fundamental, emite uma onda sonora de mesma frequência que é igual a 440 Hz. B) = 0,77 m 384) Gab: C 385) Gab: C 386) Gab: B 387) Gab: C 388) Gab: C 389) Gab: a) 48,6 Hz b) 27 s 390) Gab: f = 800 Hz 391) Gab: a) P = 3,6 x 10–3 W b) L = 0,17 m 392) Gab: 85 m 393) Gab: E 394) Gab: B 395) Gab: D 396) Gab: C 397) Gab: D 398) Gab: A 399) Gab: 03 400) Gab: D 401)Gab: 5,0 m 402) Gab: a) 60,5 N b) 108 Hz 403) Gab: 98 Hz 404) Gab: A 405) Gab: B 406) Gab: