[SALVA E DEIXA O LIKE] Apostila de acústica e MHS - Resumo

Apostila de Revisão ENEM - Ciências da natureza - Física CURSO DE FÍSICA AULA 11 - ACÚSTICA E MHS PROF. FABRÍCIO SCHEFFER - FÁBRIS Apostila de Revisão ENEM - Ciências da natureza - Física 11.1 Ondas Sonoras \u2013 Acústica Guitarra Rickenbacker 325 usada por John L ennon Conceito As ondas sonoras são de origem mecânica pois são produzidas por deformações em um meio elástico. O ouvi do normal é excitado por ondas sonoras de frequência entre 20 Hz e 20.000 Hz. Som, Ultra-Som e Infra-Som Quando a freqüência é m aior que 20.000 Hz, as ondas são ditas ul tra-sônicas , e menor que 20 Hz, infra- sônicas . Os sons nã o se trans mitem no vácuo, porque exigem um meio material para a sua propagação. No ar a velocidade de propagação do som vale, aproximadamente, 340 m/s. Qualidades fisiológicas do som a) Altura É a qualidade que permite classificar os sons em graves e agudos. grave ou baixo \uf0de freqüência me nor agudo ou alto \uf0de fr eqüência maior b) Intensi dade É a quantida de qu e permite distinguir um so m forte de um som f raco. Pequena amplitude Grande amplitude Intensidade é calculada da seguinte maneira: A P I \uf03d Onde P é a potência da fonte (watt) área da frente de onda em um ponto considerado. Nível sonoro é calculado da se guinte maneira 0 l og . 10 I I \uf03d \uf062 Alguns exemplos de intensidade e níveis s onoros em decibéis (dB) c) Timbre É a qualidade que permite classificar os son s de mesma altura e de me sma intensidade , emiti dos por fontes diferentes. Por exemplo, por um piano e por um violino quando tocam a mesma nota musical (altura) com a mesma intensidade (vol ume) podem se r diferenciados pelo timbre. Velocidade do som Apostila de Revisão ENEM - Ciências da natureza - Física Ressonância É o fenômeno, em que um corpo ou sistema passa a vibrar (oscilar) após ser atingido por uma onda com fr equência igual a frequência natural de osci lação deste c orpo ou sistema. Batimento Ocorre quando há a interferência de do is sons com frequências l igeiramente diferentes. A intensidade varia de um som forte, que se ouve em dado instante, pa ra um silêncio quase total; a seguir novamente um som forte e assim por diante. F b é a frequência de batimento. Reforço, eco e reverberação A r efle xão do som pode da r origem ao reforço, à reverberação ou ao eco, dependendo do intervalo de tempo e ntre a percepção pelo ouvinte do som dir eto e do som refletido . Reforço \uf0ae Obstáculo muito próximo(aumento no volume) Reverberação \uf0ae Tempo de retorno menor que 0 ,1s, ma s não desprezível (o corre um prolongamneto no som). Eco \uf0ae Tempo de retorno maior de 0,1 s. (ocorre repetição do som) Distância do obstáculo para o so m no ar: 17 m Efeito Doppler Considere uma fonte de ondas em repouso : Se um observador estiver e m qua lquer posição receberá o mesmo número de frentes de onda , ou seja, a frequência ouvi da se rá a m esma. No entanto se a fonte ou o observador e stiverem em movimento a percepç ão das frentes de onda será da seguinte maneira: Portanto na a proximação o som é mais agudo e no afastamento mais grave. Exemplo: Ambulância em movimento co m a sirene ligada. Efeito Doppler da Luz A luz ta mbém sofre e feito D oppler da seguinte maneira: f´é a freqüência percebida e f é a frequência real emiti da. Exemplo: Luz emitida por estrelas em ext remos de uma galáxia em espiral. Q u e stõ e s E NE M C i ê n c i a s d a n a tu re z a - F í s i c a 01 - (ENEM/2012/2) Para afinar um violão, um músico necessita de uma nota par a referência, por exemplo, a nota Lá em um piano. Dessa f orma, ele ajusta as cordas do violão até que ambos os instrument o s toquem a mesm a nota. Mesmo ouvindo a mesma nota, é possível diferenc iar o som emitido pelo piano e pelo violão. Essa diferenciação é possível, porque A) a ressonância do som emitido pelo piano é maio r. B) a potência do som emitido pelo piano é maior. C) a intensidade do som emitido por cada instrument o é diferente. D) o timbre do som produzido por cada instru mento é diferente. E) a amplitude do som emitido por cada instr umento é diferente. Apostila de Revisão ENEM - Ciências da natureza - Física 02 - (ENEM/2013) Em um piano, o Dó centr al e a próxima nota Dó (Dó maio r) apresentam sons parecidos, mas não idêntic o s. É possível utilizar programas computacionai s para expressar o f ormato dessas ondas sonoras em cada uma das situações como apresentado nas figuras, em que estão indicados int ervalos de tempo idênticos (T) Em um piano, o Dó centr al e a próxima nota Dó (Dó maio r) apresentam sons parecidos, mas não idêntic o s. É possível utilizar programas computacionai s para expressar o f ormato dessas ondas sonoras em cada uma das situações como apresentado n as figuras, em que estão indicados intervalos de tempo idênt icos (T). A razão entre as frequências do Dó central e do Dó maior é de: a)½ b)2 c)1 d)¼ e)4 03 - (ENEM/2013/2) Em um violão afinado, quando se toca a corda Lá com seu comprimento efetivo (harmônico fundament al), o som produzido tem frequênci a de 440 Hz. Se a mesma corda do violão é comprimida na metade do seu comprimento, a frequênc ia do novo harmônico A) se reduz à metade, porque o comprimento de onda dobrou. B) dobra, porque o comprimento de onda foi reduzido à metade. C) quadrupl ica, porque o comprimento de o nda foi redu zido à metade. D) quadru plica, porque o comprimento de onda f oi redu zido à quarta parte. E) não se modifica, porque é uma caracter ística independente do comprimento da corda que vibra. 04 - (ENEM/2013/2) Visando reduzir a poluição sonora de uma cidade, a Câmara de Vereadores aprovou uma lei que impõe o limite máximo de 40 dB (decibéi s) para o nível sonoro per m itid o após as 22 horas. Ao aprovar a referida lei, os vereadores estão limitando qual caracterí s tic a da onda? A) A altura da onda sonora. B) A amplitude da onda sonora. C) A frequência da onda sonora. D) A velocidade da onda sonora. E) O timbre da onda sonora. 05 - (ENEM/2014) Quando um adolescente, as nossas t arde, após as aulas, consistiam em tomar às mãos o vilão e o dic io nário de acorde de Almir Chediak e desafiar nosso amigo Hamilt on a descobrir , apenas ouvindo o acorde, quai s notas eram escolhidas. Sempre perdíamos a aposta, ele possui ouvido absoluto. O ouvido absoluto é uma característ ica perceptual de poucos indivíduos capazes de identificar notas isoladas sem outras referênc ias, isto é, sem precisar relacioná-las com outras notas de melodia. No contexto apresentado, a propriedade física das ondas que permite essa distinção entr e as notas é a a) frequênc ia b)int ensidade c)forma da onda d)amplitude da onda e)velocidade de propagaç ão 06 - (ENEM/201 4/3) Um t ipo de rada r utilizado para medir a velocidade de um ca rro base ia-se no efeito Doppl er. N esse caso, as ondas elet romagnétic as são enviadas pelo rada r e refletem no veículo em movimento e, posteriormente, são dete ctadas de volta pelo radar. Um carro movendo- se em direção ao radar reflete ondas com a) altur a menor. b) amplitude menor. c) f requên cia maior. d) inten sidade maior. e) velocidade maior. 07 - (ENEM/2016) Uma ambulância A em movimento ret ílineo e uniforme aproxima- se de um o bservador O , em repouso. A sirene emite um s om de frequência constante f A . O desenho ilustra as frentes de onda do som emitido pela ambulância. O observador possui u m det ector qu e consegue r egistrar, no esboço de um gráfico, a frequência da onda so nora dete ctada em função do tempo f O (t) , antes e depois da passagem da ambulânc ia por ele. Qual e sboço gráf ico melhor repre sen ta a f requên cia f O (t) detectada pelo observad or? Apostila de Revisão ENEM - Ciências da natureza - Física 08 - (ENEM/2016) A figura 1 apresenta o grafico de in tensidade, em decibéis (dB), da on da sonora emitida por um alto -falante, que está em repouso, e medida por u m microfone em funç ão da frequência da onda para diferentes distâncias: 3 mm, 25 m m, 51 mm e 60 mm. A Figura 2 apresenta um diagrama com a indicação das diversas faixas do espectro de frequênc ia sonora para o modelo de alto-falante utilizado neste experimento. Relacion ando as infirmações presentes nas figuras 1 e 2 como a intensidad e sonora percebida é afetada pelo aumento da distância do microfone ao alto-falante? a) Aumenta na faixa das frequênc ias médias. b) Diminui na faixa das frequên cias agudas. c) Diminui na faixa das frequên cias graves. d) Aumenta na faixa das frequênc ias médias altas. e) Aumenta na faixa das frequênc ias médias baixas. 09 - (E NEM/2016) O morcego em ite pulsos de cu rta d uração de ondas ultrassônic as, os quais voltam na forma de ecos após atingirem objetos no ambiente, trazendo informações a respeito das suas dimensões, suas localizações e dos seus possíveis movimentos. Isso se dá em razão da sensibilidade do morc ego em detect ar o tempo gasto pa ra os e cos voltarem, bem como das pequenas variações nas frequências e nas intensidades d os pulsos ultrassônicos. Essas características lhe pe rmitem caçar pequenas p resas mesmo quando estão em movimento em r elação a si. Consi dere uma situação unidimensional em que uma mariposa se afasta, em movimento retilíneo e uniforme, de um morcego em repou s o. A distância e velocidade da mariposa, na situação descrit a, seriam detect adas pelo sistema de um m orcego por quais alterações nas caracterí s tic as dos pulsos ultrassônicos? a) Inten sidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida diminu ída. b) Intensidad e aumentada, o tempo de retorn o diminuído e a frequência perc ebida diminuída. c) Intensidade diminuída, o tempo de ret orno diminuído e a frequência perc ebida aumentada. d) Intensidad e diminuída, o tempo de retor no aumentado e a frequência perc ebida aumentada. e) Intensi dade aumentada, o tempo de retor no aumentado e a frequência perc ebida aumentada. 10 - (ENEM /2016/2) As notas m usicais podem ser agrupadas de modo a formar um conjun to. E ss e conjun to pode formar uma escala musical. Dentre as diversas escalas existentes, a mais difundida é a esca la diatônica, que utiliza as notas deno minadas dó, ré, mi, fá, sol, lá e si . Essas notas estão organizadas em ordem crescente de al turas, sendo a nota dó a mais baixa e a nota si a mais alta. Considerando uma mesma o itava, a nota si é a que tem menor A) amplitude. B) frequência. C) velocidade. D) intensidad e. E) comprimento de onda. 11 - (ENEM/2015) Ao ouvir uma f lauta e um piano emitin do a mesma nota musical, consegue-se diferenciar esses instrumentos um do outro. Essas diferenci ação se deve principalmente ao(a) a) intensidad e sonora do som de cada instru mento musical b)potência sonora do som emitido pelos diferentes instrumentos musicais c)diferente velocidad e de propagação do so m emitido por cada instru mento musical d)timbre do som, que faz com que os formatos das ondas de cada instru mento sejam diferente s e)altura do som, que possui diferentes frequências para diferen tes instru mentos musicais 12 - (ENEM/2015/2) Em uma flauta, as notas musi cais possuem frequências e comprimentos de onda ( \uf06c ) muito bem definidos. As figuras mo stram esquematicamente um tubo de comprim ento L, que representa de fo rma simplificada uma flauta, em que estão representados: em A o primeiro harmô nico de uma nota musical (comprimento de onda \uf06c A ), em B seu segundo harmônic o (comprimento de onda \uf06c B ) e em C o s eu terceiro ha rmônico (comprimento de onda \uf06c c ), onde \uf06c A > \uf06c B > \uf06c C . Em função do comprimento do tubo, qual o compriment o de onda da oscilação que forma o próximo harmônico? a) L/4 b) L/5 c) L/2 d) L/8 e) 6L/8 Apostila de Revisão ENEM - Ciências da natureza - Física 11.2 Movimento Harmônico Simples (MHS) Força do MHS A força respons ável pelo MHS é de resti tuição do ti po elástica. F m x kx \uf03d \uf02d \uf03d \uf02d \uf077 2 k m \uf03d \uf077 2 é a constante de força do MHS. Nos ponto s A e A\u2019 , F tem um módulo máximo e no ponto O, F tem módulo nulo. RESUMO para a oscilação do sistema massa-mola Elongação -A 0 +A Velocidade (v) 0 Máx 0 Aceleração (a) Máx 0 Máx Força Elástica (F e ) Máx 0 Máx Energia Cinética (Ec) 0 Máx 0 Energia potencial (Ep) Máx 0 Máx Energia mecânica (EM) cte cte cte Período no MHS T m k \uf03d 2 \uf070 Obs.: T não depende da amplitude Período do Pêndulo Simples Para \uf061 pe que no, a massa pendular realiza praticamente MHS. T L g \uf03d 2 \uf070 \uf06c T é propor cional à raiz quadrada de L. \uf06c T é inversamente propor cional à raiz quadrada de g. \uf06c T independente da massa m e da amplitu de (pequena). Q u e stõ e s E NE M C i ê n c i a s d a n a tu re z a - F í s i c a 01 - (ENEM/2013/2) Um enfeite para berço é constituído de um aro metálico com um ursinho pendu rado, que gira com velocidade angular constante. O aro permanece orientado na horizontal, de forma que o movimento do ursinh o seja projetado na parede pela sua sombra. Enquanto o ursinho gira, sua sombra descreve um movimento A) circular un iforme. B) retilíneo uniforme. C) retilín eo harmônico s imples. D) circular uniformem ente variado. E) reti líneo uniformemente variado. 02 - (ENEM/2014) Christiaan Huygens, em 1656, cr iou o relógio de pêndulo. Nesse dispositivo, a pontualidad e baseia- se na regularidade das pequenas oscilações do pêndulo. Para man ter a precisão desse relógio, diversos problemas foram contornados. Por exemplo, a haste passou por ajustes até que, no iníc io do século XX , houve uma inovação, que fo i sua fabricação usando u ma liga metálica que se comporta regular mente em um largo inter valo de temperaturas. YODER, J. G. Unrolling Time : Christiaan Huygens and the mathema tization of n ature. Cambridge: Cambrid ge University Pre ss, 2004 (adaptad o). Desprezando a presença de forças dissipativas e consideran do a aceleração da gravidade const ante, para que esse tipo de relógio realize corretamente a contagem do tempo, é necessário que o(a) A) comprimento da haste seja mantido constante. B) massa do corpo suspenso pela haste seja pequena. C) material da haste possua alta condutivid ade térmica. D) amplitude da oscilação seja constant e a qualquer temperatura. E) energi a potencial gravitacional do corpo suspenso se mantenha const ante. 03 - (EN EM/2015/2) Durante uma aula experiment al de física, os estudant es construíram um sistema resso nante com pêndul os simples. As car acterísticas de cada pêndulo são apresentadas no quadro. Inic ialmente, os estudan tes colocaram apenas o pêndulo A para oscilar. Quais pêndul os, além desse, passaram também a oscilar? a) 1 , 2 , 3 , 4 e 5 . b ) 1 , 2 e 3 . c ) 1 e 4 . d ) 1 e 5 . e ) 3 e 4 . Apostila de Revisão ENEM - Ciências da natureza - Física ENEM ACÚSTICA 01 -D ; 02-A ; 03-B; 04-B;05-A; 06-C; 07-D; 08-C ; 09-A; 10 -E; 11-D ; 12- C ENEM MHS 01 -C ; 02-A ; 03-D

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