Lista de Exercícios - Ondas Sonoras.pdf

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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SÃO JOSÉ DOS CAMPOS “PROFESSOR JESSEN VIDAL” 
DISCIPLINA: FÍSICA II 
PROFESSOR: LEÔNIDAS MELO 
UNIDADE 2. ONDAS MECÂNICAS E ONDAS SONORAS 
 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS 
Obs. Nos exercícios abaixo, quando não for especificado, considere a velocidade do som no ar = 343 m/s e 
a densidade do ar =1,29 kg/m
3
. 
1) Suponha que você ouça um trovão após ter visto o relâmpago a ele associado. A velocidade das 
ondas sonoras no ar é de e a velocidade da luz no ar é de . Qual a sua distancia para 
o relâmpago? [Resp. 5,56Km] 
2) Um carro patrulha estacionado na rodovia aciona a sirene que tem frequência f de 1000 Hz. (a) Em que 
frequência f’ você ouvirá se estiver dirigindo, ao aproximar-se do carro patrulha a 33 m/s? (b) Se você 
estiver se afastando do carro patrulha com esta mesma velocidade, qual a frequência ouvida? (c) Suponha 
que você esteja parado e o carro patrulha venha em sua direção a 33 m/s. Em que frequência você o ouvirá? 
(d) suponha que o carro patrulha se afaste de você com a mesma velocidade. Qual a frequência ouvida por 
você? [Resp. a) 1096 Hz, b) 904 Hz, c) 1106 Hz, d) 912 Hz.] 
3) Um morcego pode detectar corpos muito pequenos, tais como um inseto cujo comprimento seja 
aproximadamente igual ao comprimento de onda do som que o morcego faz. Se os morcegos emitem um 
chilro a uma frequência de 60,0 kHz e se a velocidade do som no ar é de 340 m/s, qual é o menor inseto que 
o morcego pode detectar? [Resp. λ=5,67mm] 
4) Os morcegos emitem ondas ultrassônicas (altas frequências). O menor comprimento de onda emitido no 
ar por um morcego é de 3,3 mm. Qual a maior frequência que o morcego pode emitir? [Resp. 104 KHz] 
5) Você está na faixa para pedestres e ouve uma frequência de 560 Hz da sirene de uma ambulância se 
aproximando. Depois que a ambulância passa, a frequência observada da sirene é 480 Hz. Determine a 
velocidade da ambulância a partir dessas observações. [Resp. v=26,4 m/s] 
6) Uma ambulância, tocando sua sirene a 1600Hz ultrapassa um ciclista, que estava pedalando uma 
bicicleta a 2,44m/s . Depois de a ambulância ultrapassá-lo, o ciclista escuta a sirene a 1590Hz . Qual a 
velocidade da ambulância? [Resp. v=4,61 m/s] 
7) (a) um alto falante cônico tem um diâmetro de 15 cm. Em que frequência o comprimento de onda que 
emite, no ar, será igual ao seu diâmetro? Será dez vezes o seu diâmetro? Será um décimo do seu diâmetro? 
Refaça os cálculos para um alto falante de 30 cm de diâmetro. (Obs. Se o comprimento de onda for grande 
em comparação com o diâmetro do alto falante, as ondas sonoras se espalharam quase que uniformemente, 
em todas as direções, mas quando o comprimento de onda é pequeno em comparação com o diâmetro do 
alto falante, e energia da onda é propagada, na maioria das vezes, no sentido frontal. [Resp. a) 2,29kHz; 229 
Hz; 22,9 kHz. b) 1,14 kHz; 114 Hz; 11,4 kHz] 
8) Ondas de som esféricas são emitidas uniformemente em todas as 
direções, de uma fonte pontual como mostra a figura ao lado. 
 
A intensidade I depende da potência irradiada P e da distância r da 
fonte, de acordo com a expressão: 
 
 
 
Se a potência irradiada P é 25 W, (a) qual é a intensidade a uma distância r = 2,5 m da fonte? b) qual o 
nível sonoro correspondente? Baseado nestes resultados, é sensato comprarmos amplificadores de 100W 
para uso residencial. [Resp. a) 320 mW/m2 b) 115 dB] 
9) Uma aparelhagem hi-fi produz um nível de ruído de β1=90,0 dB, enquanto outra produz β2=93,0 dB. 
Determine a razão entre as intensidades sonoras (I2/I1). [Resp. 2]