Exercícios acústica 2

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Exercícios acústica 2 
 
1. O som é a propagação de uma onda mecânica longitudinal que se propaga apenas em 
meios materiais. O som possui qualidades diversas que o ouvido humano normal é capaz 
de distinguir. Associe corretamente as qualidades fisiológicas do som apresentadas a 
seguir com as situações apresentadas logo abaixo. 
 
Qualidades fisiológicas 
(1) Intensidade 
(2) Timbre 
(3) Frequência 
 
Situações 
( ) Abaixar o volume do rádio ou da televisão. 
( ) Distinguir uma voz aguda de mulher de uma voz grave de homem. 
( ) Distinguir sons de mesma altura e intensidade produzidos por vozes de pessoas diferentes. 
( ) Distinguir a nota Dó emitida por um violino e por uma flauta. 
( ) Distinguir as notas musicais emitidas por um violão. 
 
A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é: 
a. 1 – 2 – 3 – 3 – 2 
b. 1 – 3 – 2 – 2 – 3 
c. 2 – 3 – 2 – 2 – 1 
d. 3 – 2 – 1 – 1 – 2 
e. 3 – 2 – 2 – 1 – 1 
 
 
2. Sobre as ondas sonoras, é correto afirmar que não se propagam: 
a. na atmosfera. 
b. na água. 
c. no vácuo. 
d. nos meios metálicos. 
 
 
3. Marque a alternativa correta a respeito da velocidade de propagação das ondas 
sonoras. 
a. O som pode propagar-se apenas em meios gasosos. 
b. Em meios líquidos, a velocidade do som é maior do que em meios sólidos. 
c. A velocidade de propagação do som no aço é maior do que na água. 
d. A velocidade de propagação do som na água é maior do que no aço. 
e. O som, assim como as ondas eletromagnéticas, pode ser propagado no vácuo. 
 
 
 
 
 
4. O menor intervalo de tempo entre dois sons percebidos pelo ouvido humano é de 0,10s. 
Considere uma pessoa defronte a uma parede num local onde a velocidade do som é 
340m/s. 
 
a. Determine a distância X para a qual o 
eco é ouvido 3,0s após a emissão da 
voz. 
b. Determine a menor distância para 
que a pessoa possa distinguir sua voz 
e o eco. 
 
 
5. 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 
 
 
6. Considere o gráfico adiante, que representa a grandeza A em função do tempo t (em 
unidades de 10-3s). 
 
 
 
 
 
 
Se a grandeza A representar a amplitude de uma onda sonora, determine sua frequência. 
 
 
7. Numa noite, da janela de um apartamento situado no 9º andar de um edifício, Mário 
observa o clarão de um relâmpago e após alguns segundos ouve o ruído do trovão 
correspondente a essa descarga. A explicação mais aceitável para o fato é: 
a. a emissão do sinal sonoro é mais demorada que a emissão do sinal luminoso. 
b. o sentido da audição de Mário é mais precário que o da visão. 
c. o sinal sonoro propaga-se no espaço com menor velocidade que o sinal luminoso. 
d. o sinal sonoro, por ser onda mecânica, é bloqueado pelas moléculas de ar. 
e. a trajetória seguida pelo sinal sonoro é mais longa que a do sinal luminoso. 
 
 
 
 
8. 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. 
 
 
9. Ao assobiar, Rafael produz uma onda sonora de uma determinada frequência. Essa onda 
gera regiões de alta e baixa pressão ao longo de sua direção de propagação. 
 
A variação de pressão Dp em função da posição x, ao longo dessa direção de propagação, em 
um certo instante, está representada na figura a seguir. 
 
Em outro momento, Rafael assobia produzindo uma onda sonora de frequência duas vezes 
maior que a anterior. 
 
Com base nessas informações, assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa o gráfico de 
Dp em função de x para esta segunda onda sonora. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10. Observe na figura adiante, que a região de tecido encefálico a ser investigada no exame 
é limitada por ossos do crânio. Sobre um ponto do crânio se apoia o emissor/receptor 
de ultra-som. 
 (Adaptado de The Macmillan visual dictionary. New York: Macmillan Publishing Company, 1992.) 
 
a. Suponha a não-existência de qualquer tipo 
de lesão no interior da massa encefálica. 
Determine o tempo gasto para registrar o 
eco proveniente do ponto A da figura. 
 
b. Suponha, agora, a existência de uma lesão. 
Sabendo que o tempo gasto para o registro 
do eco foi de 0,5 x 10-4 s, calcule a distância 
do ponto lesionado até o ponto A. 
 
Dado: velocidade do ultra-som no cérebro = 1540 m/s 
 
 
11. Uma campainha emite som com frequência de 1 kHz. O comprimento de onda dessa 
onda sonora é, em centímetros, igual a: Vsom no ar = 340m/s. 
a. 1 
b. 7 
c. 21 
d. 34 
e. 24 
 
 
12. Um submarino é equipado com um aparelho denominado sonar, que emite ondas 
acústicas de frequência 4,00 104Hz. A velocidade das ondas emitidas no ar e na água 
são, respectivamente, 3,70 102m.s-1 e 1,40 103m.s-1. 
 
Esse submarino, quando em repouso na superfície, emite um sinal na direção vertical através 
do oceano e o eco é recebido após 0,80s. Pergunta-se: 
 
a. Qual é a profundidade do oceano nesse local? 
 
b. Qual é a razão entre o comprimento de onda do som no ar e na água? 
 
 
 
13. Mediante um processo eletromecânico percute-se um gongo a cada 0,5s. Uma pessoa 
parada bem próxima ao gongo vê e ouve as batidas simultaneamente. Afastando-se um 
pouco do gongo, ela passa a ouvir o som um pouco depois de sua batida; entretanto, 
quando a pessoa estiver afastada uma distância de 172m do gongo, novamente som e 
imagem se tornam simultâneos. Determine a velocidade do som nas condições da 
experiência. 
 
 
14. 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 0,731s, e que, 
quando o aparelho está imerso, o intervalo de tempo entre a emissão e a recepção 
diminui para 0,170s. 
Calcule: 
a. a razão Vágua/Var entre a velocidade do som na água e 
a velocidade do som no ar. 
 
b. a razão lágua/lar entre o comprimento de onda do som 
na água e o comprimento de onda do som no ar. 
 
 
 
 
 
15. 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 de pressão que a onda sonora exerce sobre o medidor, em 
função do tempo, em ms (1ms=10-6s). 
Seres vivos Intervalo de frequência 
Cachorro 16Hz – 45 000Hz 
Ser humano 20Hz – 20 000Hz 
Sapo 50Hz – 10 000Hz 
Gato 60Hz – 65 000Hz 
Morcego 1 000Hz – 120 000Hz 
 
Analisando a tabela de intervalos de frequências audíveis, por diferentes seres vivos, conclui-se 
que esse apito pode ser ouvido apenas por: (velocidade do som no ar=340m/s) 
a. seres humanos e cachorros 
b. seres humanos e sapos 
c. sapos, gatos e morcegos 
d. gatos e morcegos 
e. morcegos 
 
 
 
 
 
16. Tem-se uma fonte sonora no vértice A de uma pista triangular equilátera e horizontal, 
de 340m de lado. A fonte emite um sinal que, após ser refletido sucessivamente em B e 
C, retorna ao ponto A. No mesmo instante em que a fonte é acionada, um corredor 
parte do ponto X, situado entre C e A, em direção a A, com velocidade constante de 
10m/s. Se o corredor e o sinal refletido atingem A no mesmo instante, a distância AX é 
de: (Vsom=340m/s) 
a. 10mb. 20m 
c. 30m 
d. 340m 
e. 1.020m 
 
 
 
 
17. O sonar é um aparelho capaz de emitir ondas sonoras na água e captar seus ecos (ondas 
refletidas), permitindo, com isso, a localização de objetos sob a água. Sabendo-se que o 
sonar de um submarino recebe as ondas refletidas pelo casco de um navio 6 segundos 
após a emissão das mesmas e que a velocidade de propagação do som na água do mar 
é 1.520m/s, determine a distância entre o submarino e o navio. As velocidades do 
submarino e do navio são desprezíveis se comparadas à velocidade do som. 
 
 
18. Um ferreiro golpeia, com a marreta, uma lâmina de ferro, em ritmo uniforme, a cada 
0,9s. 
Um observador, afastado desse ferreiro vê, com um binóculo, a marreta atingir o ferro e ouve o 
som das batidas simultaneamente. 
A velocidade do som, nas condições do local, é 330m/s. A menor distância entre o ferreiro e o 
observador é: 
a. 140m 
b. 224m 
c. 297m 
d. 375m 
e. 596m 
 
 
19. Um alto-falante emite um som cuja frequência F, expressa em Hz, varia em função do 
tempo t na forma 𝑓( ) = 100 + 200𝑡. Num dado momento, o alto-falante está emitindo 
um som com uma freqüência 𝑓( ) = 1080𝐻𝑧. Nesse mesmo instante, uma pessoa P, 
parada a uma distância 𝑑 = 34𝑚 do alto-falante, está ouvindo um som com frequência 
𝑓( ), aproximadamente, igual a: (velocidade do som no ar=340m/s) 
a. 1.020Hz 
b. 1.040Hz 
c. 1.060Hz 
d. 1.080Hz 
e. 1.100 Hz 
 
 
20. Uma martelada é dada na extremidade de um trilho. Na outra extremidade, encontra-
se uma pessoa que ouve dois sons separados por um intervalo de tempo de 0,18s. O 
primeiro dos sons se propaga através do trilho com uma velocidade de 3400m/s, e o 
segundo através do ar, com uma velocidade de 340m/s. O comprimento do trilho em 
metros será de: 
a. 340m 
b. 68m 
c. 168m 
d. 170m 
 
 
21. 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 340 m/s e o tempo médio de uma piscada igual a 0,4 s, podemos afirmar que a 
distância d entre a menina e o espelho vale 
a. 68 m 
b. 136 m 
c. 850 m 
d. 1.700 m 
e. 8 .160 m 
 
 
 
 
22. O SONAR (sound navigation and ranging) é um dispositivo que, instalado em navios e 
submarinos, permite medir profundidades oceânicas e detectar a presença de 
obstáculos. Originalmente foi desenvolvido com finalidades bélicas durante a Segunda 
Guerra Mundial (1939- 1945). para permitir a localização de submarinos e outras 
embarcações do inimigo, O seu princípio é bastante simples, encontrando-se ilustrado 
na figura abaixo. 
 
Lnicialmente, é emitido um impulso sonoro por 
um dispositivo instalado no navio, A sua 
frequência dominante é normalmente de 
10kHz a 40kHz. O sinal sonoro propaga-se na 
água em todas as direções até encontrar um 
obstáculo. O sinal sonoro é então refletido (eco) 
dirigindo-se uma parte da energia de volta para 
o navio onde é detectado por um hidrofone. 
(Adaptado dc JUNIOR, F.R. Os Fundamentos da Física. 8. ed. vol. 2. SIo Paulo: Moderna, 2003. p. 417) 
 
Acerca do assunto tratado no texto analise a seguinte situação-problema: 
 
 
 
 
 
Um submarino é equipado com um aparelho denominado sonar, que emite ondas sonoras de 
frequência 4.0 104Hz. A velocidade de propagação do som na água é de l,60 103m/s. Esse 
submarino, quando em repouso na superfície, emite um sinal na direção vertical através do 
oceano e o eco é recebido após 0,80s. A profundidade do oceano nesse local e o comprimento 
de ondas do som na água. em metros, são, respectivamente: 
a. 640 e 4.10-2 
b. 620 e 4.10-2 
c. 630 e 4,5.10-2 
d. 610 e 3,5.10-2 
e. 600 e 3.10-2 
 
 
23. No passado, durante uma tempestade, as pessoas costumavam dizer que um raio havia 
caído distante, se o trovão correspondente 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.