Física - Livro 4-221-224

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F
R
E
N
T
E
 3
221
J A pessoa, em condições normais, perceberá sons
de timbres diferentes emitidos por eles
Após a análise feita, assinale a alternativa que corres
ponde à sequência correta
A V F F V
 F F V V
C F V V F
 V V F V
 V F V F
14 UCS 2014 Um importante componente para um filme é
sua trilha sonora Alguns sons, inclusive, já estão as
sociados a certas emoções que se desejam passar ao
espectador em uma cena Por exemplo, em filmes de
terror e mistério, é comum o som de fundo da cena ser
mais grave (embora haja exceções). Imagine-se uma
pessoa cuja percepção sonora a permite distinguir os
sons graves e agudos emitidos por um instrumento
musical Se ela receber do mesmo aparelho de som
em sequência, e sem que ocorra nenhuma mudança
no meio de propagação da onda, primeiro uma onda
sonora que ela classifica como de som grave, e de
pois uma onda sonora que ela classifica como de som
agudo, significa que ela recebeu, respectivamente,
A duas ondas mecânicas, sendo a primeira com fre
quência menor do que a segunda
 uma onda eletromagnética de pequeno compri
mento de onda e uma onda mecânica de grande
comprimento de onda
C duas ondas eletromagnéticas com iguais frequên
cias e diferentes comprimentos de onda
 duas ondas mecânicas com iguais comprimentos
de onda e diferentes frequências
 duas ondas mecânicas com iguais frequências,
iguais comprimentos de onda, mas diferentes am
plitudes
15 UFRGS Quais as características das ondas sonoras
que determinam, respectivamente, as sensações de
altura e intensidade do som?
A Frequência e amplitude.
 Frequência e comprimento de onda.
C Comprimento de onda e frequência.
 Amplitude e comprimento de onda.
 Amplitude e frequência.
16 Fuvest O timbre de um som musical deve-se:
A à intensidade da fonte sonora.
 à frequência do som fundamental.
C ao comprimento de onda do som fundamental.
 à existência de harmônicos.
 n.d.a.
17 Unisinos A mesma nota musical é emitida por um
clarinete e por um violino. Você pode diferenciá-las
mediante:
A o timbre.
 a altura.
C a intensidade.
 a energia.
 a potência.
18 Uece 2017 Uma corda de 60 cm, em um violão, vibra a
uma determinada frequência. É correto afirmar que o
maior comprimento de onda dessa vibração, em cm, é
A 60.
 120.
C 30.
 240.
19 Fatec Quando um disco gravado para 33 rpm é tocado
em 78 rpm, observa-se que:
A os sons tornam-se mais graves e mais intensos.
 se alteram apenas os timbres dos sons.
C os sons tornam-se apenas mais graves.
 os sons tornam-se mais agudos.
 n.d.a.
20 Vunesp Pesquisadores da Unesp, investigando os pos-
síveis efeitos do som no desenvolvimento de mudas de
feijão, verificaram que sons agudos podem prejudicar o
crescimento dessas plantas, enquanto os sons mais gra-
ves, aparentemente, não interferem no processo.
Ciência e Cultura 42 (7) supl: 180-1, Jul. 1990.
Nesse experimento, o interesse dos pesquisadores
xou-se principalmente na variável física:
A velocidade.
 umidade.
C temperatura
 frequência.
 intensidade
21 FCC A corda de um instrumento musical vibra como
mostra a figura a seguir.
L
O comprimento de onda da onda que está se pro-
pagando na corda, em termos do comprimento L da
corda, é:
A L
4
 L
2
C L
 2L
 4L
22 Mackenzie Uma corda vibrante homogênea, de com-
primento 1,6 m e massa 40 g, emite o som fundamental
quando está submetida a uma tração de 160 N.
A frequência do 3o harmônico desse som funda-
mental é:
A 200 Hz
 150 Hz
C 125 Hz
 100 Hz
 75 Hz
FÍSICA Capítulo 15 Acústica222
23 ITA Uma corda vibrante, de comprimento L1, xa nos
extremos, tem como menor frequência de ressonância
100 Hz. A segunda frequência de ressonância de uma
outra corda, do mesmo diâmetro e mesmo material,
submetida à mesma tensão, mas de comprimento L2
diferente de L1, é também igual a 100 Hz. A relação
L2/L1 é igual a:
A 2
 3
C
1
2
 2
 4
24 Duas cordas vibrantes, A e B, são submetidas à mesma
tração. A densidade linear de A é o dobro da densi-
dade linear de B, e o comprimento de A é a metade
do comprimento de B. Quanto aos sons fundamentais
emitidos por essas cordas:
A têm a mesma frequência.
 o som emitido por A é mais agudo.
C o som emitido por B é mais agudo.
 o som emitido por A é tão agudo quanto o emitido
por B.
 n.d.a.
25 Famerp 2020 Nos equipamentos eletrônicos que emi
tem ondas sonoras, geralmente, há um dispositivo
que permite controlar o volume do som.
Quando mudamos o volume do som, necessariamen-
te, altera-se, na onda sonora emitida,
A o período.
 o comprimento de onda.
C a frequência.
 o timbre.
 a amplitude.
26 Uma corda de 100 g de massa e 1 m de comprimen-
to vibra no modo fundamental, próxima de uma das
extremidades de um tubo aberto de 4 m de com-
primento. O tubo, então, ressoa, também no modo
fundamental. Sendo de 320 m/s a velocidade do som
no ar do tubo, calcule a força tensora na corda.
27 Mackenzie Uma onda estacionária se forma num tubo
sonoro fechado, como ilustra a figura.
1,5 m
Admitindo ser de 340 m/s a velocidade do som no
ar, podemos armar que a frequência do som emitido
pelo tubo é:
A 100 Hz
 150 Hz
C 170 Hz
 200 Hz
 340 Hz
28 PUC-PR (Adapt.) Instrumentos musicais de sopro,
como saxofone, oboé e clarinete, empregam a ideia
de onda sonora estacionária em tubos, pois são
emitidas ondas sonoras de grande amplitude para
as frequências de ressonância, ou harmônicos cor-
respondentes.
Sobre esse assunto, indique a alternativa incorreta.
A Harmônico fundamental num tubo sonoro aber-
to em ambas as extremidades tem um nó e um
ventre.
 A extremidade fechada de um tubo sonoro fecha-
do sempre corresponde a um nó.
C O comprimento de onda do harmônico funda-
mental num tubo fechado é igual ao quádruplo do
comprimento do tubo.
 Em tubos abertos, todos os harmônicos podem
existir; já em tubos fechados, apenas o harmônicos
ímpares existem.
 Para um tubo fechado, a frequência do terceiro har-
mônico é maior do que a do primeiro harmônico.
29 ITA 2011 O tubo mais curto de um órgão típico de
tubos tem um comprimento de aproximadamente
7 cm Qual é o harmônico mais alto na faixa audível,
considerada como estando entre 20 Hz e 20 000 Hz,
de um tubo deste comprimento aberto nas duas ex-
tremidades?
30 UFMG Quando, em uma região plana e distante de
obstáculos, se ouve o som de um avião voando, pa-
rece que esse som vem de uma direção diferente
daquela em que, no mesmo instante, se enxerga o
avião
Considerando-se essa situação, é correto armar que
isso ocorre porque:
A a velocidade do avião é maior que a velocidade do
som no ar
F
R
E
N
T
E
 3
223
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
31 FMU Uma fonte sonora aproxima-se de um observa
dor parado O som ouvido pelo observador será:
a mais agudo do que o som emitido pela fonte
b mais grave do que o som emitido.
c mais intenso do que o som emitido
d menos intenso do que o som emitido
e n.d a
32 Unilins Um trem aproxima-se de uma campainha de
sinalização, passa por ela e afasta se a seguir. Ao
afastar-se, a frequência ouvida por um passageiro é:
a maior do que na aproximação.
b menor do que na aproximação.
c igual àquela na aproximação.
d não se pode afirmar nada sem conhecer a frequên
cia original.
e nenhuma das afirmações anteriores é correta.
33 UFPR Quando se assiste a uma corrida de carros, ob-
serva-se que o ronco do motor troca de frequência
ao aproximar-se ou afastar-se do observador. Esse
fenômeno, devido ao deslocamento da fonte sonora,
chama-se efeito:
a Doppler.
b fotoelétrico.
c sonoro.
d Volta.
e n.d.a.
34 O som emitido pelo apito de um dos figurantes do pri-
meiro bloco de uma escola de samba que começa a
desfilar é ouvido pelos componentes do último bloco
que ainda se encontram parados:
a com a frequência aumentada.
b com a mesma frequência.
c com o período aumentado.
d com o mesmo comprimento de onda.
e com a intensidade sonora dobrada.
35 FuvestEm um lago, o vento produz ondas periódicas
que se propagam com velocidade de 2 m/s.
O comprimento de onda é 10 metros. Determine o pe-
ríodo de oscilação de um barco:
) quando ancorado neste lago.
) quando se movimenta em sentido contrário ao da
propagação das ondas, com velocidade de 8 m/s.
36 Unisa Uma fonte sonora que emite um som de fre
quência 500 hertz aproxima-se de um observador em
repouso, com velocidade de 72 km/h Sendo a velo
cidade do som 340 m/s, a frequência recebida pelo
observador é de, aproximadamente:
a 470 Hz
b 472 Hz
c 529 Hz
d 531 Hz
e n.d a
37 UFSC 2020 Desde 2017, o Conselho Nacional de Trânsito
(CONTRAN) regulamentou a sinalização semafórica com
sinal sonoro para travessia de pedestres com deficiência
visual. O equipamento (figura abaixo) emite bipes para
indicar o sinal verde (tempo de travessia) e o sinal ama-
relo (advertência de encerramento de travessia). Abaixo,
encontra-se o quadro simplificado presente na resolução
do CONTRAN, que mostra algumas especificações tais
como intermitência (tempo entre dois bipes consecuti-
vos) e frequência da onda emitida pela fonte sonora.
Momento Intermitência Frequência
Início do tempo de
travessia
Pulso único que antecede o
sinal sonoro de travessia
2 000 Hz
Travessia 1,0 Hz 2 000 Hz
Advertência de
encerramento de
travessia
2,0 Hz 2 000 Hz
Disponível em: www.trbn.com.br/materia/I3327/resolucao-obrigainstalacao-de-semaforos-
com aviso-sonoro-para-decientes-visuais. Acesso em: 18 out. 2019.
Imagine dois transeuntes que atravessam a rua em
sentidos opostos Um deles é um garoto que atraves-
sa a rua no sentido do sinal sonoro com velocidade
de 4.0 m/s e o outro é um senhor cego que atravessa
a rua com velocidade de 2,0 m/s.
Sobre o assunto abordado e com base no exposto
acima, é correto armar que:
01 quando o garoto estiver na mesma posição da rua
que o senhor, ambos percebem o som emitido pela
fonte sonora com a mesma frequência.
02 o senhor percebe o som emitido pela fonte sonora
com menor altura do que o garoto.
04 a intensidade do som depende da frequência da
fonte sonora.
08 o garoto percebe o som da fonte sonora com fre-
quência de aproximadamente 2 023,5 Hz.
16 para os dois transeuntes, a intensidade do sinal de
travessia é maior do que a do sinal de advertência
de encerramento de travessia
32 o som emitido pela fonte sonora para o sinal de
travessia é mais agudo do que o som emitido pela
fonte sonora para o sinal de advertência de encer-
ramento de travessia.
64 no ar, a velocidade do som emitido pelo sinal de
travessia tem o mesmo módulo da velocidade do
som emitido pelo sinal de advertência de encer
ramento de travessia.
Soma:
FÍSIca Capítulo 15 Acústica224
O matemático e físico Pierre-Simon Laplace (1749-1827) deduziu mate
maticamente uma equação que nos dá a velocidade de propagação de
ondas longitudinais em gases. Vejamos esta equação: v
B
,=
r
 em que
r é a densidade do meio em equilíbrio e B é o que se chama de módulo
de compressibilidade
Laplace demonstrou que B, no caso de um gás, é dado pela relação
B = g · p, em que g é uma constante termodinâmica igual à razão entre
a capacidade térmica à pressão constante, Cp, e a capacidade térmica a
volume constante, Cv. g = Cp/Cv, e p é a pressão à qual está submetido
o gás Assim, a partir da equação de Clapeyron, temos:
⋅ = ⋅ ⋅ ⇒ ⋅ = ⋅ ⋅ ⇒ =
r
⋅ ⋅p V n R T p V
m
M
 R T p
M
 R T
Substituindo p na equação anterior, teremos:
v
B p R T
M
= = =
r
g
r
r g
r
que nos dá: v
R T
M
=
g ⋅ ⋅
Nessa equação, a temperatura é dada em escala Kelvin e R é a constante
universal dos gases perfeitos
R 8,31
J
mol K
=
⋅
M é a massa molecular do gás, que para o ar é M = 28 · 10
–3
 kg/mol; e
g, expoente de Poisson (utilizado nas transformações adiabáticas), que
tem valor g igual a 1,4 para o ar.
Observe que, para um determinado gás, R
M
g ⋅ é constante. Assim, a
nossa equação para a velocidade fica:
v k T= ⋅ , em que k
 R
M
=
g ⋅
No caso de uma onda sonora que se propaga em uma barra sólida
comprida, o módulo de compressibilidade (B) é substituído pelo módulo
de Young (Y). Assim, a equação da velocidade será:
v
Y
=
r
Veja a velocidade de propagação do som em diferentes meios materiais
na tabela a seguir.
Meio material Temperatura (°C) Velocidade (m/s)
Borracha vulcanizada 0 54
Oxigênio 0 317,2
Ar 0 331,3
Chumbo 20 1  230
Hidrogênio 0 1  286
Água 15 1  450
Alumínio 20 5  100
Ferro 20 5  130
Cobre 20 3  560
Granito 0 6  000
Velocidade de propagação do som em diferentes meios
38 Um avião emite um som de frequência f = 600 Hz
e percorre uma trajetória retilínea, com velocidade
va = 300 m/s O ar apresenta se imóvel A velocidade
de propagação do som é v = 330 m/s Determinar a
frequência do som recebido por um observador esta
cionário junto à trajetória do avião:
) enquanto o avião aproxima-se do observador
) quando o avião afasta-se do observador
39 UnB Assinale:
I Quando uma fonte sonora está em movimento na
direção de um observador estacionário, o com
primento de onda da vibração sonora que chega
ao observador é menor do que aquele que seria
percebido por ele se a fonte estivesse emitindo a
mesma vibração em repouso.
II. O efeito Doppler é um fenômeno que é obser-
vado tanto com as ondas sonoras como com as
ondas luminosas
III Em um meio A, cujo índice de refração é maior do
que o índice de refração do meio B, a luz propa-
ga-se com velocidade menor do que em B.
a se todas as proposições forem corretas.
b se somente II e III forem corretas
c se somente I e III forem corretas
d n.d.a.
Texto complementar