Exercícios acústica - física para vestibular

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A
 
 
1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exercícios acústica 
PROFESSOR TELMO 
 
 
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Ondas sonoras 
 
1. (Uepg 2016) Com relação às ondas sonoras, assinale o que for correto. 
01) A velocidade de propagação do som é sempre maior num meio líquido do que num meio 
sólido. 
02) A velocidade do som em um gás aumenta com a elevação da temperatura do gás. 
04) A intensidade de uma onda sonora está relacionada com a taxa de transporte de energia 
por unidade de área. 
08) O fenômeno da polarização de uma onda não ocorre com as ondas sonoras. 
16) O timbre é a característica do som que nos permite distinguir um som grave de um som 
agudo. 
 
2. (Ufpr 2016) Foram geradas duas ondas sonoras em um determinado ambiente, com 
frequências 1f e 2f . Sabe-se que a frequência 2f era de 88 Hz. Percebeu-se que essas duas 
ondas estavam interferindo entre si, provocando o fenômeno acústico denominado “batimento”, 
cuja frequência era de 4 Hz. Com o uso de instrumentos adequados, verificou-se que o 
comprimento de onda para a frequência 2f era maior que o comprimento de onda para a 
frequência 1f . Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta a 
frequência 1f . 
a) 22 Hz. 
b) 46 Hz. 
c) 84 Hz. 
d) 92 Hz. 
e) 352 Hz. 
 
3. (Enem 2016) A Figura 1 apresenta o gráfico da intensidade, em decibels (dB), da onda 
sonora emitida por um alto-falante, que está em repouso, e medida por um microfone em 
função da frequência da onda para diferentes distâncias: 3 mm, 25 mm, 51mm e 60 mm. A 
Figura 2 apresenta um diagrama com a indicação das diversas faixas do espectro de 
frequência sonora para o modelo de alto-falante utilizado neste experimento. 
 
 
 
 
 
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Ondas sonoras 
Relacionando as informações presentes nas figuras 1 e 2, como a intensidade sonora 
percebida é afetada pelo aumento da distância do microfone ao alto-falante? 
a) Aumenta na faixa das frequências médias. 
b) Diminui na faixa das frequências agudas. 
c) Diminui na faixa das frequências graves. 
d) Aumenta na faixa das frequências médias altas. 
e) Aumenta na faixa das frequências médias baixas. 
 
4. (Acafe 2016) O diapasão é um instrumento de metal em forma de Y que emite um tom puro 
quando percutido. É um método básico, rápido e de baixo custo, porém, permite apenas a 
avaliação subjetiva da audição, devendo ser associado a exames físico-otorrinolaringológicos 
do paciente. 
 
Assinale a alternativa correta que indica batimentos com dois diapasões. 
a) Quando os dois tiverem a mesma frequência. 
b) Quando os dois tiverem frequências ligeiramente diferentes. 
c) Quando os dois vibrarem em ressonância. 
d) Quando a amplitude de vibração de um for maior que do outro. 
 
5. (Ime 2016) Uma fonte sonora está situada no ponto de coordenadas x 0 m= e y 0 m= e 
outra no ponto de coordenadas x 0 m= e y 4 m.= As ondas produzidas pelas duas fontes têm 
a mesma frequência e estão em fase. Um observador situado no ponto de coordenadas 
x 3 m= e y 0 m= nota que a intensidade do som diminui quando ele se move paralelamente 
ao eixo y no sentido positivo ou no sentido negativo. Se a velocidade do som no local é 
340 m s, a menor frequência das fontes, em Hz, que pode explicar essa observação é 
a) 85 
b) 170 
c) 340 
d) 680 
e) 1360 
 
6. (Uerj 2015) Para localizar obstáculos totalmente submersos, determinados navios estão 
equipados com sonares, cujas ondas se propagam na água do mar. Ao atingirem um 
obstáculo, essas ondas retornam ao sonar, possibilitando assim a realização de cálculos que 
permitem a localização, por exemplo, de um submarino. 
 
 
 
Admita uma operação dessa natureza sob as seguintes condições: 
 
- temperatura constante da água do mar; 
- velocidade da onda sonora na água igual a 1450 m/s; 
- distância do sonar ao obstáculo igual a 290 m. 
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Ondas sonoras 
 
Determine o tempo, em segundos, decorrido entre o instante da emissão da onda pelo sonar e 
o de seu retorno após colidir com o submarino. 
 
7. (G1 - utfpr 2015) Sobre ondas sonoras, considere as seguintes informações: 
 
I. Decibel (dB) é a unidade usada para medir a característica do som que é a sua altura. 
II. A frequência da onda ultrassônica é mais elevada do que a da onda sonora. 
III. Eco e reverberação são fenômenos relacionados à reflexão da onda sonora. 
 
Está correto apenas o que se afirma em: 
a) I. 
b) II. 
c) III. 
d) I e III. 
e) II e III. 
 
8. (Enem PPL 2014) O sonar é um equipamento eletrônico que permite a localização de 
objetos e a medida de distâncias no fundo do mar, pela emissão de sinais sônicos e 
ultrassônicos e a recepção dos respectivos ecos. O fenômeno do eco corresponde à reflexão 
de uma onda sonora por um objeto, a qual volta ao receptor pouco tempo depois de o som ser 
emitido. No caso do ser humano, o ouvido é capaz de distinguir sons separados por, no 
mínimo, 0,1 segundo. 
 
Considerando uma condição em que a velocidade do som no ar é 340m s, qual é a distância 
mínima a que uma pessoa deve estar de um anteparo refletor para que se possa distinguir o 
eco do som emitido? 
a) 17m 
b) 34m 
c) 68m 
d) 1700m 
e) 3400m 
 
9. (G1 - cps 2014) Quem viaja para a Amazônia poderá ver o boto cor-de-rosa que, de acordo 
com famosa lenda local, se transforma em um belo e sedutor rapaz. 
Botos e golfinhos são capazes de captar o reflexo de sons emitidos por eles mesmos, o que 
lhes permite a percepção do ambiente que os cerca, mesmo em águas escuras. 
 
O fenômeno ondulatório aplicado por esses animais é denominado 
a) eco e utiliza ondas mecânicas. 
b) eco e utiliza ondas eletromagnéticas. 
c) radar e utiliza ondas elétricas. 
d) radar e utiliza ondas magnéticas. 
e) radar e utiliza ondas eletromagnéticas. 
 
10. (Enem 2014) Ao sintonizarmos uma estação de rádio ou um canal de TV em um aparelho, 
estamos alterando algumas características elétricas de seu circuito receptor. Das inúmeras 
ondas eletromagnéticas que chegam simultaneamente ao receptor, somente aquelas que 
oscilam com determinada frequência resultarão em máxima absorção de energia. 
O fenômeno descrito é a 
a) difração. 
b) refração. 
c) polarização. 
d) interferência. 
e) ressonância. 
 
 
 
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11. (Uel 2014) A poluição sonora em grandes cidades é um problema de saúde pública. A 
classificação do som como forte ou fraco está relacionada ao nível de intensidade sonora I, 
medido em watt/m2. A menor intensidade audível, ou limiar de audibilidade, possui intensidade 
12 2
0I 10 watt / m ,
−= para a frequência de 1000 Hz. A relação entre as intensidades sonoras 
permite calcular o nível sonoro, NS, do ambiente, em decibéis (dB), dado pela fórmula 
0
I
NS 10 log .
I
 
=   
 
 A tabela a seguir mostra a relação do nível sonoro com o tempo máximo de 
exposição a ruídos. 
 
Nível sonoro (dB) 
Tempo máximo de exposição (em horas) de 
modo a evitar lesões auditivas irreversíveis. 
80 16 
85 8 
90 4 
95 2 
100 1 
 
 
Com base nessa tabela, no texto e supondo que o ruído em uma avenida com trânsito 
congestionado tenha intensidade de 10−3 watt/m2, considere as afirmativas a seguir. 
 
I. O nível sonoro para um ruído dessa intensidade é de 90 dB. 
II. O tempo máximo em horas de exposição a esse ruído, a fim de evitar lesões auditivas 
irreversíveis, é de 4 horas. 
III. Se a intensidade sonora considerada for igual ao limiar de audibilidade, então o nível sonoro 
é de 1 dB. 
IV. Sons de intensidade de 1 watt/m2 correspondem ao nível sonoro de 100 dB. 
 
Assinale a alternativacorreta. 
a) Somente as afirmativas I e II são corretas. 
b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. 
c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. 
d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. 
e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 
 
12. (Upf 2014) Em 2014, o Brasil sediará a Copa do Mundo de Futebol. Em virtude das 
possíveis manifestações das torcidas, os estádios de futebol foram construídos de modo a 
suportar as “vibrações” produzidas. Se todos os torcedores, ao mesmo tempo, começarem, por 
exemplo, a pular e a bater os pés no chão, as estruturas das arquibancadas podem desabar, 
provocando uma tragédia. O fenômeno físico que melhor descreve a situação trágica 
mencionada é: 
a) Reflexão. 
b) Refração. 
c) Ressonância. 
d) Difração. 
e) Convecção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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13. (Fuvest 2014) O Sr. Rubinato, um músico aposentado, gosta de ouvir seus velhos discos 
sentado em uma poltrona. Está ouvindo um conhecido solo de violino quando sua esposa 
Matilde afasta a caixa acústica da direita (Cd) de uma distância l, como visto na figura abaixo. 
 
 
 
Em seguida, Sr. Rubinato reclama: _ Não consigo mais ouvir o Lá do violino, que antes soava 
bastante forte! Dentre as alternativas abaixo para a distância l, a única compatível com a 
reclamação do Sr. Rubinato é 
 
Note e adote: 
O mesmo sinal elétrico do amplificador é ligado aos dois alto-falantes, cujos cones se 
movimentam em fase. 
A frequência da nota Lá é 440 Hz. 
A velocidade do som no ar é 330 m/s. 
A distância entre as orelhas do Sr. Rubinato deve ser ignorada. 
a) 38 cm 
b) 44 cm 
c) 60 cm 
d) 75 cm 
e) 150 cm 
 
14. (Ufg 2013) Um ferreiro molda uma peça metálica sobre uma bigorna (A) com marteladas a 
uma frequência constante de 2 Hz. Um estudante (B) pode ouvir os sons produzidos pelas 
marteladas, bem como os ecos provenientes da parede (C), conforme ilustra a figura. 
 
 
 
Considerando-se o exposto, qual deve ser a menor distância d, entre a bigorna e a parede, 
para que o estudante não ouça os ecos das marteladas? 
 
Dado: 
Velocidade do som no ar: 340 m/s 
 
a) 42 m 
b) 85 m 
c) 128 m 
d) 170 m 
e) 340 m 
 
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15. (Enem PPL 2013) As moléculas de água são dipolos elétricos que podem se alinhar com o 
campo elétrico, da mesma forma que uma bússola se alinha com um campo magnético. 
Quando o campo elétrico oscila, as moléculas de água fazem o mesmo. No forno de micro-
ondas, a frequência de oscilação do campo elétrico é igual à frequência natural de rotação das 
moléculas de água. Assim, a comida é cozida quando o movimento giratório das moléculas de 
água transfere a energia térmica às moléculas circundantes. 
 
HEWITT, P. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado). 
 
A propriedade das ondas que permite, nesse caso, um aumento da energia de rotação das 
moléculas de água é a 
a) reflexão. 
b) refração. 
c) ressonância. 
d) superposição. 
e) difração. 
 
 
 
 
 
 
 
16. (Uern 2013) Leia o trecho a seguir. 
 
Meteorito despenca sobre a Rússia e população vive momentos de pânico 
 
Centenas de pessoas ficam feridas com vidro quebrado pelo impacto do meteoroide contra a 
atmosfera. 
 
 
 
A queda de um meteorito sobre os Montes Urais na manhã de ontem deixou cerca de 
1,1 mil pessoas feridas, provocou pelo menos uma forte explosão e causou pânico na 
população local. A maioria dos feridos foi atingida por estilhaços de vidro que se quebrou em 
razão da onda expansiva provocada pela queda do corpo celeste. 
“Às 9h20 (1h20 em Brasília), um objeto em alta velocidade foi observado nos céus de 
Chelyabinsk, deixando um grande rastro atrás de si. No prazo de dois minutos, houve dois 
estrondos”, disse Yuri Burenko, funcionário do setor de emergência, por meio de nota. “A onda 
de choque quebrou vidros em Chelyabinsk, em uma série de cidades da região”, disse ele. 
 
(Disponivel em: 
http://www.gazetamaringa.com.br/online/conteudo.phtml?tl=1&id=1345481&tit=Meteorito-
despenca-sobre-a-Russia-epopulacao-vive-momentos-de-panico) 
 
O fenômeno associado aos vidros partidos pelo som intenso e por serem esses vidros 
sensíveis à frequência da onda sonora recebe o nome de 
a) difração. 
b) ressonância. 
c) reverberação. 
d) efeito Doppler. 
 
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17. (Enem 2ª aplicação 2016) As notas musicais podem ser agrupadas de modo a formar um 
conjunto. Esse conjunto pode formar uma escala musical. Dentre as diversas escalas 
existentes, a mais difundida é a escala diatônica, que utiliza as notas denominadas dó, ré, mi, 
fá, sol, lá e si. Essas notas estão organizadas em ordem crescente de alturas, sendo a nota dó 
a mais baixa e a nota si a mais alta. 
 
Considerando uma mesma oitava, a nota si é a que tem menor 
a) amplitude. 
b) frequência. 
c) velocidade. 
d) intensidade. 
e) comprimento de onda. 
 
 
 
 
18. (Pucmg 2016) Os morcegos são capazes de emitir ondas de ultrassom com comprimento 
aproximadamente de 0,003m. Sobre as ondas emitidas por esses animais, assinale a opção 
CORRETA. 
a) São ondas eletromagnéticas que se propagam no vácuo das cavernas. 
b) São ondas longitudinais. 
c) São ondas transversais. 
d) São ondas mecânicas que se propagam no vácuo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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GABARITO 
Resposta da questão 1: 
 02 + 04 + 08 = 14. 
 
[01] Falsa: O som depende de meio material para propagação e sua velocidade será tanto 
maior, quanto maior a densidade do material em que ele se propaga: 
sólidos líquidos gasesv v v .  
[02] Verdadeira: O aumento da temperatura aumenta a energia cinética das moléculas 
gasosas, aumentando a velocidade de propagação do som neste meio. 
[04] Verdadeira. Ainda podemos relacionar a taxa de transporte de energia por área como 
sendo somente potência por área, sendo as unidades mais usadas no Sistema 
Internacional: 
2 2
J W
.
s m m
   
=   
   
 
[08] Verdadeira: O som é uma onda mecânica de propagação longitudinal que ainda não 
conseguimos polarizar. 
[16] Falsa: A característica que distingue um som agudo de um grave é a frequência, o timbre 
distingue a fonte emissora do som, por exemplo, ao tocarmos uma nota com um piano e uma 
flauta, conseguimos diferenciar os instrumentos pelos seus timbres, assim como a voz de 
pessoas conhecidas ao telefone. 
 
Resposta da questão 2: 
 [D] 
 
Como as duas ondas propagam-se no mesmo meio, elas tem a mesma velocidade. 
Como v f,λ= a onda de maior comprimento de onda possui menor frequência. A frequência do 
batimento é igual à diferença de frequências. Assim: 
2 1 2 1
1 2 b 1 1
 f f .
f f f f 88 4 f 92Hz.
λ λ  


− =  − =  =
 
 
Resposta da questão 3: 
 [C] 
 
Analisando o gráfico da figura 1 nota-se que, até 300 Hz, o nível sonoro diminui com o 
aumento da frequência para as quatro distâncias. Na tabela da figura 2, constata-se que sons 
nessas frequências são classificados como graves. 
 
Resposta da questão 4: 
 [B] 
 
O fenômeno do batimento acontece quando temos duas ondas sonoras ressonantes de 
frequências ligeiramente diferentes, mas muito próximas em que percebemos nitidamente 
variações de intensidade do som resultante, causados pela interferência construtiva e 
destrutiva entre as duas ondas de frequências diferentes. Portanto, está correta a alternativa 
[B]. 
 
Resposta da questão 5: 
 [B] 
 
A questão envolve padrão de interferência de duas fontes de perturbação. 
No padrão de interferência haverá tanto picos, correspondentes às interferências construtivas, 
quanto vales, referentes às interferências destrutivas. 
No enunciado indica-seque da posição em que se encontra o observador, ao se deslocar 
“paralelamente ao eixo y no sentido positivo ou no sentido negativo”, percebe uma redução da 
intensidade do som, o que permite concluir que o mesmo se encontra num pico do padrão de 
interferência. 
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Ondas sonoras 
A interferência é construtiva quando a diferença entre as distâncias das fontes ao observador, 
pressupondo as fontes com mesma frequência e em fase, é um múltiplo inteiro do comprimento 
da onda, ou seja: 
 
x n , n 1, 2,λ = =   
 
Sabe-se que 
 
c
f
λ =
 
 
sendo c a velocidade do som, e f a frequência da onda sonora, do que se conclui que 
c
f .
λ
= 
Substituindo a expressão da frequência na equação da defasagem, ou seja 
c
x n ,
f
 = e 
reordenando algebricamente a expressão, chegou-se ao seguinte resultado: 
 
c
f n , n 1, 2,
x
= =  

 
 
A menor frequência é obtida para n 1,= do que se conclui que: 
 
( )
c 340
f n 1 170 Hz
x 5 3
= =  =
 −
 
 
O que corresponde à alternativa [B]. 
 
Resposta da questão 6: 
 
( )2 2902 d
t t 0,4 s.
v 1.450
Δ Δ= =  = 
 
Resposta da questão 7: 
 [E] 
 
[I] Incorreto. Decibel (dB) é a unidade usada para medir a característica do som que é o nível 
de intensidade sonora. A altura é medida pela frequência. 
[II] Correto. 
[III] Correto. 
 
Resposta da questão 8: 
 [A] 
 
Entre a emissão e a recepção do eco, a onda sonora percorre a distância 2d. 
v t 340 0,1
2 d v t d d d 17 m.
2 2
Δ
Δ

=  =  =  = 
 
Resposta da questão 9: 
 [A] 
 
O fenômeno em questão é o eco, ocorrido pelo som, que é uma onda mecânica. 
 
Resposta da questão 10: 
 [E] 
 
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Para ocorrer máxima absorção de energia, o circuito receptor deve oscilar com a mesma 
frequência das ondas emitidas pela fonte, a estação de rádio ou o canal de TV. Isso caracteriza 
o fenômeno da ressonância. 
 
Resposta da questão 11: 
 [A] 
 
[I] Correta. 
3
9
12
0
I 10
NS 10 log 10 log 10 log10 10 9 NS 90 dB.
I 10
−
−
= = = =   = 
[II] Correta, conforme indica a tabela dada. 
[III] Incorreta. NS = 90 dB. 
[IV] Incorreta. 
12
12
0
I 1
NS 10 log 10 log 10 log10 10 12 NS 120 dB.
I 10−
= = = =   = 
 
Resposta da questão 12: 
 [C] 
 
Quando pulsos de uma certa frequência atingem um sistema que tem vibração natural de 
mesma frequência, o sistema absorve energia desses pulsos, aumentando a amplitude de 
vibração, podendo atingir o colapso. A esse fenômeno, dá-se o nome de ressonância. 
 
Resposta da questão 13: 
 [A] 
 
Dados: v = 330 m/s; f = 440 Hz. 
Se o Sr. Rubinato não está mais ouvindo o Lá é porque está ocorrendo interferência destrutiva. 
Para que ocorra tal fenômeno é necessário que a diferença de percurso entre o ouvinte e as 
duas fontes ( no caso, ) seja um número ímpar (i) de meios comprimentos de onda. O menor 
valor de é para i = 1. 
v
330f 0,375 m 
2 2 2 400
38 cm.

=  =  =  = 

=
 
 
Resposta da questão 14: 
 [B] 
 
O período das marteladas é: 
1 1
T T 0,5 s.
f 2
= =  = 
 
O som de uma martelada que é refletido em C deve retornar a A no mesmo instante em que é 
dada a próxima martelada, emitindo um novo som. Assim, os dois sons chegam juntos ao 
ouvido do estudante, fazendo com que ele perceba um único som, mais intenso. 
 
Portanto: 
v T 340 0,5 170
2 d v T d d 85 m.
2 2 2

=  = = =  = 
 
Resposta da questão 15: 
 [C] 
 
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Ondas sonoras 
Quando um sistema que tem frequência de vibração natural f é atingido por uma onda de 
mesma frequência, o sistema absorve energia dessa onda, aumentando sua amplitude de 
vibração. A esse fenômeno dá-se o nome de ressonância. 
 
Resposta da questão 16: 
 [B] 
 
Quando uma onda de frequência f atinge um sistema de frequência vibração natural também 
igual a f, esse sistema absorve energia da onda, aumentando a amplitude de vibração das 
partículas, podendo chegar ao colapso. Esse fenômeno é chamado ressonância. 
 
 
Resposta da questão 17: 
 [E] 
 
Da equação fundamental da ondulatória: 
v
v f .
f
λ λ=  = 
 
A nota mais alta (mais aguda) é a de maior frequência, portanto, a de menor comprimento de 
onda. 
 
Resposta da questão 18: 
 [B] 
 
As ondas sonoras são classificadas como ondas mecânicas por se propagarem em meios 
materiais apenas (no vácuo não se propagam), com a característica de vibrarem na mesma 
direção de propagação e, portanto chamadas de ondas longitudinais. 
 
 
 
 
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