Exercícios com gabarito - 2° Ano Ensino Médio - Ondas Sonoras - O mundo da física

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EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO – ONDAS SONORAS 
 
1. Emitindo-se determinadas notas musicais através, por exemplo, de um violino, é possível trincar-se à 
distância uma fina lâmina de cristal. O fenômeno que melhor se relaciona com o fato é: 
a) batimentos 
b) polarização 
c) ressonância 
d) difração 
e) amortecimento 
 
2. (UFSJ) A figura abaixo representa três tubos acústicos de comprimento D. 
 
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 
 
3. Sabe-se que a velocidade do som no ar é de 340 m/s. Determine a mínima distância que um observador deve 
ficar de um obstáculo refletor para ouvir o eco de sua própria voz. 
 
4. Um teatro possui um palco de 5 m de profundidade. Frente ao muro do fundo há uma cortina de pano. A 
questão é saber se, ao ser levantada a cortina, as reflexões de som no muro vão provocar um eco desagradável 
na audiência. 
 
 
5. A figura representa uma onda estacionária que se forma em um tubo sonoro fechado. A velocidade do som no 
ar é de 340 m/s. 
 
Calcule: 
a) a frequência do som emitido pelo tubo; 
b) a frequência do som fundamental que o tubo pode emitir. 
 
6. O ruído de 16000 Hz das turbinas de um avião, deslocando-se a 200 m/s, é ouvido com que frequência pelo 
piloto de um segundo avião, tentando ultrapassar o primeiro a uma velocidade de 250 m/s? 
 
7. O ser humano é capaz de ouvir sons entre 20Hz e 20 000Hz, aproximadamente. A velocidade do som no ar é 
aproximadamente 340 m/s. Determine o comprimento de onda do som mais grave que o ser humano é capaz de 
ouvir. 
 
 
 
 
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8. (UFMG) Uma pessoa toca no piano uma tecla correspondente à nota mi e, em seguida, a que corresponde a 
sol. Pode-se afirmar que serão ouvidos dois sons diferentes porque as ondas sonoras correspondentes a essas 
notas têm: 
a) amplitudes diferentes 
b) freqüências diferentes 
c) intensidades diferentes 
d) timbres diferentes 
e) velocidade de propagação diferentes 
 
 
 
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GABARITO – ONDAS SONORAS 
 
1. OPÇÃO C. 
 
2. OPÇÃO C. 
Como se trata de som se propagando no ar, tem todos os tubos mostrados a velocidade da onda (som) é 
igual. Visualmente, podemos relacionar o comprimento de onda da onda sonora, em cada caso, com o 
desenho: λI = 2D, λII = 4D =2x2D e λIII = 2D ou λI = λII < λIII. Para a mesma velocidade, se v = λf , quem tem o 
maior comprimento de onda tem a menor freqüência, logo 2FII = FI = FIII. 
 
3. 
Tem-se: v = 340 m/s 
Para ocorrer o eco, o som deve percorrer d = 2x, no menor intervalo de tempo, para que o observador posso 
ouvir distintamente o som direto do refletido. Esse tempo é ∆𝑡 = 0,1𝑠. 
 
𝑣 =
2𝑥
∆𝑡
 → 𝑥 =
𝑣∆𝑡
2
=
(340)(0,1)
2
= 17𝑚 
 
4. 
Consideremos um espectador a 15 m do palco. O som direto percorre 15 m enquanto que o refletido percorre 
25 m. 
Δ𝑡 =
10
340
= 0,0294 𝑠 = 29,4𝑚𝑠 ou Δ𝑡𝑠𝑑 =
15
340
= 0,0441 𝑠 = 44,1𝑚𝑠 
Δ𝑡𝑠𝑟 =
25
340
= 0,0735 𝑠 = 73,5𝑚𝑠 
Δ𝑡 = Δ𝑡𝑠𝑟 − Δ𝑡𝑠𝑑 = 73,5𝑚𝑠 − 44,1𝑚𝑠 = 29,1𝑚𝑠 
Os 10 m de diferença resultam num retardo de 29,4 ms. O eco não será percebido pelo espectador pois, para 
ser percebido a diferença entre o som direto e o refletido deve ser maior ou igual a 0,1s. 
 
5. 
𝑣 = 340 𝑚/𝑠; 𝐿 = 1𝑚; 𝑛 = 3ℎ𝑎𝑟𝑚ô𝑛𝑖𝑐𝑜 
 
a) A freqüência do tubo fechado é dada por: 
𝑓𝑛 =
𝑛𝑣
4𝐿
, 𝑛 = 1, 3, 5 𝑒𝑡 → 𝑓3 =
3(340)
4(1)
= 255𝐻𝑧 
b) 𝑓3 = 3𝑓1 → 𝑓1 = 85 𝐻𝑧 
 
6. 
O avião que segue à frente é uma fonte sonora que se afasta do detector (avião de trás), que se aproxima da 
fonte. A frequência f’ percebida pelo detector é: 
𝑓′ = 𝑓
𝑣 ± 𝑣𝑑
𝑣 ± 𝑣𝐹
= 1600
(343) + (250)
(343) + (200)
≈ 17500 𝐻𝑧 
 
7. 
𝑣 = 𝜆𝑓 → 340 = 𝜆(20) → 𝜆 = 17 𝑚 
 
8. OPÇÃO B.