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O comportamento ondulatório pode ser observado em vários fenômenos da natureza, sendo caracterizado pela perturbação de determinado sistema e consequente propagação de energia de um ponto a outro do espaço. O som é um exemplo de comportamento ondulatório com características específicas.\n\nCom base nas características ondulatórias e de propagação das ondas sonoras, é correto afirmar que:
a. Assim como as ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas podem se propagar no vácuo, ou seja, sem a presença de um meio material.
b. O som é uma onda eletromagnética longitudinal e pode se propagar apenas em meios gasosos.
c. O som é uma onda mecânica longitudinal que pode se propagar em diferentes meios materiais como gases, sólidos e líquidos.
d. Por ser uma onda eletromagnética, o som pode se propagar na ausência de um meio material.
e. A propagação de uma onda sonora faz com que as partículas do meio material oscilem perpendicularmente à direção de propagação da onda.
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Desvendando com Questões

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Vamos analisar cada uma das alternativas para identificar a correta: a) Assim como as ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas podem se propagar no vácuo, ou seja, sem a presença de um meio material. - Esta afirmação é verdadeira, mas não se refere ao som, que é uma onda mecânica. b) O som é uma onda eletromagnética longitudinal e pode se propagar apenas em meios gasosos. - Esta afirmação é falsa, pois o som não é uma onda eletromagnética, mas sim uma onda mecânica. c) O som é uma onda mecânica longitudinal que pode se propagar em diferentes meios materiais como gases, sólidos e líquidos. - Esta afirmação é verdadeira. O som é uma onda mecânica longitudinal e realmente se propaga em gases, líquidos e sólidos. d) Por ser uma onda eletromagnética, o som pode se propagar na ausência de um meio material. - Esta afirmação é falsa, pois o som não é uma onda eletromagnética e não se propaga no vácuo. e) A propagação de uma onda sonora faz com que as partículas do meio material oscilem perpendicularmente à direção de propagação da onda. - Esta afirmação é falsa, pois as partículas do meio oscilam na mesma direção da propagação da onda sonora (longitudinal). Portanto, a alternativa correta é: c) O som é uma onda mecânica longitudinal que pode se propagar em diferentes meios materiais como gases, sólidos e líquidos.

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Você e mais duas amigas estão num parque de diversão para andar na montanha russa. Infelizmente, cada carrinho só comporta uma pessoa por vez. Para compensar esse problema os engenheiros que projetaram o brinquedo incluíram mais um conjunto de carrinhos, que consegue iniciar o passeio poucos segundo antes dos primeiros carrinhos completarem o trajeto da montanha russa, retornando para a plataforma de embarque. Sendo assim, após um sorteio entre vocês três, uma de suas amigas foi primeiro. Quando ela estava para chegar à plataforma, os outros carrinhos saíram para o passeio com sua outra amiga, enquanto você ficou na plataforma, esperando para poder embarcar. Os carrinhos emitem ao mesmo tempo um sinal sonoro com frequência de 330 Hz tanto na saída quanto na chegada. As velocidades de saída e chegada de cada carrinho são $5 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ e $6,5 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ respectivamente.\n\nConsiderando a velocidade do som no ar $v=344 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$, determine:\n(...) A frequência percebida por você para o sinal emitido pelo carrinho que está saindo da plataforma de embarque;\n(...) A frequência percebida por você para o sinal pelo carrinho que está chegando à plataforma de embarque;\n(...) A frequência dos batimentos acústicos que você escuta.
a. (I) $f^{\prime}=325 \mathrm{~Hz}$, (II) $f^{\prime}=336 \mathrm{~Hz}$ e (III) $f_{\text{BAT}}=11 \mathrm{~Hz}$
b. (I) $f^{\prime}=336 \mathrm{~Hz}$, (II) $f^{\prime}=325 \mathrm{~Hz}$ e (III) $f_{\text{BAT}}=11 \mathrm{~Hz}$
c. (I) $f^{\prime}=330 \mathrm{~Hz}$, (II) $f^{\prime}=336 \mathrm{~Hz}$ e (III) $f_{\text{BAT}}=6 \mathrm{~Hz}$
d. (I) $f^{\prime}=336 \mathrm{~Hz}$, (II) $f^{\prime}=330 \mathrm{~Hz}$ e (III) $f_{\text{BAT}}=6 \mathrm{~Hz}$
e. (I) $f^{\prime}=325 \mathrm{~Hz}$, (II) $f^{\prime}=330 \mathrm{~Hz}$ e (III) $f_{\text{BAT}}=5 \mathrm{~Hz}$

Em certas situações é possível simplificar o trato vocal humano por um tubo com uma extremidade fechada e outra aberta, com comprimento médio $L \times 17 \mathrm{~cm}$. No caso, a extremidade aberta do tubo é a boca ao se abrir emitindo o som para o ambiente externo, enquanto que, a extremidade fechada está localizada nas pregas (cordas) vocais, que vibram com a passagem do ar produzindo o som. Na verdade, o sistema vocal (sistema fonador) humano é mais complexo, sendo formado por várias partes que atuam em conjunto. O pulmão e o músculo do diafragma atuam como geradores de pressão, forçando o ar dos pulmões através da traqueia. Músculos específicos fazem as pregas vocais contraírem e relaxarem, provocando uma aproximação entre as mesmas e estreitando a passagem de ar vinda dos pulmões e consequentemente gerando o som que saí pela laringe. A cavidade oral e nasal, junto com a língua e os lábios atua em conjunto para articular a produção de diversos sons característicos da fala humana em diferentes culturas.\n\nConsiderando a velocidade do som $\mathrm{v}=344 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$, determine a frequência fundamental e as frequências dos 3 primeiros harmônicos (sobretons) possíveis para o comprimento do trato vocal informado no enunciado.
a. $f_{1} \approx 506 \mathrm{~Hz}, f_{3} \approx 1012 \mathrm{~Hz}, f_{5} \approx 1518 \mathrm{~Hz} \theta f_{7} \approx 2024 \mathrm{~Hz}$
b. $f_{1} \approx 500 \mathrm{~Hz}, f_{3} \approx 1500 \mathrm{~Hz}, f_{5} \approx 2500 \mathrm{~Hz} \theta f_{7} \approx 3500 \mathrm{~Hz}$
c. $f_{1} \approx 506 \mathrm{~Hz}, f_{3} \approx 1518 \mathrm{~Hz}, f_{5} \approx 2530 \mathrm{~Hz} \theta f_{7} \approx 3542 \mathrm{~Hz}$
d. $f_{1} \approx 1012 \mathrm{~Hz}, f_{3} \approx 2024 \mathrm{~Hz}, f_{5} \approx 3036 \mathrm{~Hz} \theta f_{7} \approx 4048 \mathrm{~Hz}$
e. $f_{1} \approx 1012 \mathrm{~Hz}, f_{3} \approx 3036 \mathrm{~Hz}, f_{5} \approx 5060 \mathrm{~Hz} \theta f_{7} \approx 7084 \mathrm{~Hz}$

A velocidade do som em diferentes meios materiais depende das características de cada meio. Essa propriedade é empregada em várias áreas, como é o caso da ultrassonografia, que a partir das reflexões e diferença de velocidade das ondas sonoras em diferentes tecidos e órgãos é capaz de produzir imagens nítidas de partes internas do corpo, seja em humanos ou animais. Na indústria é comum o uso de instrumentos de ultrassom específicos para estudar estruturas internas de um objeto ou produto. A partir dessa técnica é possível verificar a espessura de uma parede ou revestimento de determinado produto, além da existência de trincas ou grau de porosidade e fissuras que podem surgir no processo de fabricação.\n\nCom base nas propriedades para a propagação do som em diferentes materiais, sabendo que o módulo de compressão da água é $B=2,2 \times 10^{6} P a$ para a temperatura de $20^{\circ} \mathrm{C}$ e que o módulo de Young para a barra metálica é igual $Y=62 \times 10^{6} P a$, indique qual alternativa a seguir apresenta os valores corretos para as velocidades do som em cada material. Considere a densidade da água $\rho_{\text{água}}=1000 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}$ e a densidade do alumínio $\rho_{\text{Metal}}=2950 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}$.
a. $v_{\text{água}}=4584 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \varnothing v_{\text{Metal}}=1483 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$.
b. $v_{\text{água}}=1483 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \varnothing v_{\text{Metal}}=4584 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$.
c. $v_{\text{água}}=1384 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \varnothing v_{\text{Metal}}=4548 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$.
d. $v_{\text{água}}=1843 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \varnothing v_{\text{Metal}}=4485 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$.
e. $v_{\text{água}}=1834 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \varnothing v_{\text{Metal}}=4845 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$.

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