Acústica

Acústica

Professor Diminoi

ACÚSTICA

É o ramo da física que estuda o som. O som é um fenômeno ondulatório causado pelos mais diversos objetos e se propaga através dos diferentes estados físicos da matéria. Em acústica geralmente podemos dividir entre geradores de som, meios de transmissão, propagação e receptores.

A acústica mensura estes meios, cria instrumentos, tabelas etc, de forma a fornecer dados necessários aos mais diversos ramos da ciência para a utilização dos sons, de seus meios de propagação e efeitos. Na cadeia geração e recepção acústica inclui-se o indivíduo que recebe o efeito sonoro e o evento que dá origem ao fenômeno.

Ondas sonoras – são ondas mecânicas que propiciam o fenômeno da audição aos seres vivos.

Infra som e Ultra som:

 

Infra som – São ondas cujas frequência estão abaixo do limite audível ou ouvido humano.

 

Ultra som na Medicina:

       Acompanhamento na Gravidez                                     Tratamento Estético

Som audível - É considerado como som audível aquelas ondas que consigam sensibilizar o ouvido humano, com frequências variando em torno de 20 a 20.000 Hz, em média. Abaixo da frequência mínima, ele é chamado de infrassom e acima da frequência máxima, denomina-se ultrassom. Ambos os sons, ultrassom e infrassom, são inaudíveis para o ouvido humano.

    

Velocidade do som - A velocidade do som também depende de vários fatores, como por exemplo a temperatura e a pressão atmosférica. Apresentando um exemplo, podemos referir que ao nível do mar, e a uma temperatura de 20º C, as ondas sonoras propagam-se a uma velocidade de aproximadamente 340 m/s.

               

RESOLVIDOS – VELOCIDADE DO SOM

01) Marque a alternativa correta a respeito das ondas sonoras.

(A) O som é um tipo de onda mecânica, bidimensional e longitudinal. As ondas sonoras propagam-se mais rápido em meios gasosos do que em meios sólidos.

(B) O som é um tipo de onda mecânica, tridimensional e longitudinal. As ondas sonoras propagam-se mais rápido em meios gasosos do que em meios sólidos.

(C) O som é um tipo de onda mecânica, tridimensional e longitudinal. As ondas sonoras propagam-se mais rápido em meios sólidos do que em meios líquidos.

(D) O som é um tipo de onda mecânica, tridimensional e transversal. As ondas sonoras propagam-se mais rápido em meios sólidos do que em meios gasosos.

(E) O som é um tipo de onda mecânica, unidimensional e longitudinal. As ondas sonoras propagam-se mais rápido em meios gasosos do que em meios sólidos.

Resolução:

As ondas sonoras são ondas mecânicas, longitudinais e tridimensionais. Quanto maior for a proximidade das moléculas do meio, maior será a velocidade de propagação das ondas sonoras, logo, a velocidade do som é maior nos sólidos do que nos líquidos.

Alternativa: C

 

02) A seguir, são feitas algumas afirmações sobre as ondas sonoras. Marque V para as informações verdadeiras e F para as falsas.

(   ) As ondas sonoras, assim como qualquer tipo de onda, podem sofrer polarização.

(   ) A velocidade do som nos sólidos é maior que a velocidade do som nos líquidos.

(   ) A velocidade máxima possível para o som no ar é de 340 m/s.

(   ) Quanto maior a temperatura de um gás, maior será a velocidade de propagação das ondas sonoras nele.

(A) V V V V

(B) V F F V

(C) F V F F

(D) F V VV

(E) F V F V

Resolução:

Falso: A polarização é um fenômeno exclusivo das ondas transversais. O som, por ser uma onda longitudinal, não pode ser polarizado.

Verdadeiro: Quanto maior for a proximidade das moléculas do meio, maior será a velocidade de propagação das ondas sonoras, portanto, a velocidade do som é maior nos sólidos do que nos líquidos.

Falso: A temperatura do ar influencia diretamente na velocidade de propagação das ondas sonoras. Quanto maior for a temperatura, maior será a velocidade de propagação.

Verdadeiro: A temperatura do ar influencia diretamente na velocidade de propagação das ondas sonoras.

Alternativa: E

 

03) Uma fonte de ondas sonoras está imersa em água, emitindo ondas a uma frequência de 740 Hz. Sabendo que o comprimento de onda das ondas produzidas pela fonte é de 200 cm, determine a velocidade de propagação das ondas sonoras na água.

(A) 1400 m/s

(B) 1480 m/s

(C) 1500 m/s

(D) 340 m/s

(E) 7400 m/s

Resolução:

A partir do princípio fundamental da ondulatória, e sabendo que 200 cm = 2 m, temos que:

v = λ.f

v = 2 . 740 = 1480 m/s

Alternativa: B

 

04) Um aluno de Física colocou um despertador dentro de um recipiente de vidro. Ao retirar o ar de dentro do recipiente, com a ajuda de uma bomba de vácuo, o estudante percebeu que o despertador estava tocando, mas não conseguia perceber som algum. Isso ocorre porque

(A) as ondas sonoras propagam-se com velocidade muito baixa no vácuo, tornando-as imperceptíveis aos ouvidos humanos.

(B) a falta do meio material aumenta muito a velocidade do som, assim, as ondas não podem ser percebidas pelos ouvidos do estudante.

(C) a falta das moléculas do ar impede a propagação das ondas sonoras, que, por serem ondas eletromagnéticas, precisam de meio de propagação.

(D) a falta das moléculas do ar impede a propagação das ondas sonoras, que, por serem ondas mecânicas, não precisam de meio de propagação.

(E) a falta das moléculas do ar impede a propagação das ondas sonoras, que, por serem ondas mecânicas, precisam de meio de propagação.

Resolução:

O aluno não poderá perceber as ondas sonoras porque o som não pode propagar-se no vácuo pelo fato de ser uma onda mecânica e, por isso, precisar de um meio de propagação.

Alternativa: E

 

05) Em um período de festa junina, uma jovem observou de longe o lançamento de um foguete. Ao ver a luz, ela marcou um tempo de 3s até que ouviu o estrondo do foguete. Sabendo que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, marque a opção que indica a distância entre a jovem e o ponto de lançamento do foguete e o motivo pelo qual a luz foi percebida antes que o som.

(A) 2000 m; a luz possui velocidade infinitamente maior que a velocidade do som, por isso, foi percebida primeiro.

(B) 1020 m; a luz foi percebida primeiro porque a visão é mais sensível a estímulos quando comparada com a audição.

(C) 1020 m; a luz possui velocidade infinitamente maior que a velocidade do som, por isso, foi percebida primeiro.

(D) 1200 m; a luz possui velocidade infinitamente maior que a velocidade do som, por isso, foi percebida primeiro.

(E) 1200 m; a luz possui velocidade infinitamente menor que a velocidade do som, por isso, foi percebida primeiro.

Resolução:

A partir da definição de velocidade média, podemos escrever:

Vsom = Δs / Δt

Vsom . Δt = Δs

Δs = 340 . 3

Δs = 1020 m

A velocidade da luz é de 300.000.000 m/s, infinitamente superior à velocidade do som, que é de apenas 340 m/s; por isso, ela foi percebida primeiro.

Alternativa: C

 

06) Um navio possui uma sonda que funciona por meio da produção de ondas sonoras. Ao identificar um obstáculo submerso, o som gerado pela sonda gasta 8 s para ir e retornar até o objeto. Marque a opção que determina a distância entre o navio e o objeto no fundo do mar e explica por que a velocidade do som na água é maior que a velocidade do som no ar.

Dados:

Velocidade do som no ar = 340 m/s

Velocidade do som na água = 1430 m/s

(A) 5700 m; a velocidade do som na água é maior por conta da maior elasticidade da água quando comparada com o ar.

(B) 4500 m; a velocidade do som na água é maior por conta da menor elasticidade da água quando comparada com o ar.

(C) 5720 m; a velocidade do som na água é maior por conta da menor elasticidade da água quando comparada com o ar.

(D) 5720 m; a velocidade do som na água é maior por conta da maior elasticidade da água quando comparada com o ar.

Resolução:

A partir da definição de velocidade média, podemos escrever:

Vsom = Δs / Δt

Vsom . Δt = Δs

O tempo para ir e voltar até o obstáculo é de 8 s, sendo assim, o tempo a ser considerado nos cálculos deve ser apenas o tempo de ida: 4s.

Vsom . Δt = Δs

1430 . 4 = Δs

Δs = 5720 m

As ondas sonoras transmitem-se por compressão e descompressão do meio, sendo assim, possuem maior velocidade nos meios que apresentam maior facilidade para sofrer as compressões. Nesse quesito, a água é melhor que o ar.

Alternativa: D

 

07) (UFPE) Diante de uma grande parede vertical, um garoto bate palmas e recebe o eco um segundo depois. Se a velocidade do som no ar é 340 m/s, o garoto pode concluir que a parede está situada a uma distância aproximada de:

(A) 17 m

(B) 34 m

(C) 68 m

(D) 170 m

(E) 340 m

Resolução:

No eco, o som produzido atinge um obstáculo e retorna à fonte, de modo que a distância a ser considerada em cálculo deve ser o dobro da distância entre a fonte sonora e o obstáculo. Sendo assim, temos:

Vsom = 2d / Δt

Vsom . Δt = 2d

2d = 340 .1

d = 170 m

Alternativa: D

 

08) Ao ver um raio cortar e iluminar o céu, um garoto marcou o tempo entre o raio e o trovão. Sabendo que o tempo marcado pelo menino foi de 2 s e que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, determine a distância entre o garoto e o ponto de queda do raio.

(A) 680 m

(B) 580 m

(C) 1000 m

(D) 1500 m

(E) 650 m

Resolução:

A partir da definição de velocidade média, podemos escrever:

Vsom = Δs / Δt

Vsom  . Δt = Δs

340 . 2 = Δs

Δs = 680 m

Alternativa: A

 

09) Depois de estudar a velocidade da luz e entender que 1 ano-luz é a distância que a luz percorre no vácuo em um ano, um aluno decide calcular em quilômetros a distância percorrida pela luz em 2,5 anos (dois anos e meio). Ele considerou 1 ano = 365 dias.
Qual foi o resultado encontrado pelo aluno?

Resolução:

 

 

10) Depois de estudar a velocidade da luz e entender que 1 ano-luz é a distância que a luz percorre no vácuo em um ano, um aluno decide calcular em quilômetros a distância percorrida pela luz em 2,5 anos (dois anos e meio). Ele considerou 1 ano = 365 dias.
Qual foi o resultado encontrado pelo aluno?

Resolução:

 

11) Existe no espaço uma estrela chamada Vega, que está a 26 anos-luz da Terra. Calcule quantos quilômetros separam Vega da Terra. Considere 1 ano = 365 dias.

Resolução:

 

12) (ENEM)

Seu olhar

Na eternidade
Eu quisera ter
Tantos anos-luz
Quantos fosse precisar
Pra cruzar o túnel
Do tempo do seu olhar
(Gilberto Gil, 1984)

Gilberto Gil usa na letra da música a palavra composta anos-luz. O sentido prático em geral não é obrigatoriamente o mesmo que na ciência. Na Física, um ano-luz é uma medida que relaciona a velocidade da luz e o tempo de um ano e que, portanto, se refere a:

(A) tempo

(B) aceleração

(C) distância

(D) velocidade

(E) luminosidade

Resolução:

Na letra da música, ano-luz corresponde ao tempo, mas, na verdade, deveria se referir a uma distância.

Alternativa: C

 

13) (PUC – Campinas SP) Andrômeda é uma galáxia distante 2,3. 106 anos-luz da      Via-Láctea, a nossa galáxia. A luz proveniente de Andrômeda, viajando a velocidade de 3,0.105 Km/s, percorre a distância aproximada até a Terra, em Km, igual a:

(A) 4.1015

(B) 6.1017

(C) 2.1019

(D) 7.1021

(E) 9.1023

Resolução:

A distância referida é dada por: d = c.t, onde:

c (velocidade da luz) = 3,0.105 Km/s

t (tempo) = 2,3. 106anos-luz. 365dias. 24horas. 3600s

Subestituindo:

d = 3,0 . 105. 2,3. 106 . 365 . 24 . 3600

d = 6,9 . 1011 . 31 536 000

d = 6,9 . 1011 . 3,1 . 107

d = 2 . 1019 km

(É interessante observar o sinal de aproximadamente, isso indica que o valor do resultado é algo aproximado. Daí a importância do uso da regra do arredondamento.)

Alternativa: C

 

QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM

Altura  -  A altura do som está diretamente relacionada à frequência do mesmo. Isso significa que é através da altura que identificamos sons graves, agudos, etc.

Observação: os sons graves possuem uma frequência baixa, enquanto os agudos possuem uma frequência alta.

Intensidade - Quando percebemos um som como forte ou fraco, na verdade, estamos classificando sua intensidade. Popularmente tendemos a dizer que a intensidade é a altura do som. A intensidade está associada a quantidade de energia transportada pela onda sonora, que é transmitida a certa região do espaço em certo intervalo de tempo.

- Intensidade Física ou Energética – Chamada de limiar de audibilidade, é a intensidade das ondas acústicas.

- Intensidade Fisiológica ou Nível Sonoro – Grandeza física capaz de calcular a intensidade do som. A grandeza é medida em Bel cujo submúltiplo é o decibel.

 

Timbre - Permite ao ouvido distinguir dois sons de mesma altura e mesma intensidade, emitidos por instrumentos diferentes, como, por exemplo, o violão e a bateria. Essa diferença se dá pelo fato de ouvirmos o som como resultado da superposição de vários sons de frequências diferentes.

RESOLVIDOS – QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM

01) (UFSCar-SP) Um homem adulto conversa com outro de modo amistoso e sem elevar o nível sonoro de sua voz. Enquanto isso, duas crianças brincam emitindo gritos eufóricos, pois a brincadeira é um jogo interessante para elas. O que distingue os sons emitidos pelo homem dos emitidos pelas crianças

(A) é o timbre, apenas.

(B) é a altura, apenas.

(C) são a intensidade e o timbre, apenas.

(D) são a altura e a intensidade, apenas.

(E) são a altura, a intensidade e o timbre.

Resolução:

Naturalmente, as frequências sonoras das vozes de um adulto e de uma criança são diferentes, o que nos leva a uma diferença de altura do som, qualidade sonora relacionada à frequência das ondas. As crianças estão gritando, assim, concluímos que elas emitem sons com volume maior, mais intensos. Por terem formato diferente, pode-se facilmente discernir a voz de um adulto da voz de uma criança, pois cada uma possui um timbre diferente.

Alternativa: E

 

02) (Ufam) Sejam as seguintes afirmativas sobre as ondas sonoras:

I. O som é uma onda mecânica progressiva longitudinal cuja frequência está compreendida, aproximadamente, entre 20 Hz e 20 kHz.

II. O ouvido humano é capaz de distinguir dois sons, de mesma frequência e mesma intensidade, desde que as formas das ondas sonoras correspondentes a esses sons sejam diferentes. Os dois sons têm timbres diferentes.

III. A altura de um som é caracterizada pela frequência da onda sonora. Um som de pequena frequência é grave (baixo) e um som de grande frequência é agudo (alto).

IV. Uma onda sonora com comprimento de onda de 10 mm é classificada como ultrassom.

V. A intensidade do som é tanto maior quanto menor for a amplitude da onda sonora.

Assinale a alternativa correta:

Quando necessário, adote o valor de 340 m/s para a velocidade do som no ar.

(A) Somente as afirmativas I, II, III e IV estão corretas.

(B) Somente as afirmativas II, III e V estão corretas.

(C) Somente as afirmativas I, III, IV e V estão corretas.

(D) Somente as afirmativas II, III, IV e V estão corretas.

(E) Somente as afirmativas I, II, IV e V estão corretas.

Resolução:

I – Correta: As frequências citadas correspondem ao intervalo de frequências audíveis para o ser humano.

II – Correta: Definição de timbre.

III – Correta: A altura não está relacionada com volume, mas sim com a frequência das ondas sonoras.

IV – Correta: Por meio da equação v = λ . f podemos determinar a frequência de 34000 Hz, que é superior ao máximo percebido pelo ouvido humano, que é de 20000 Hz, por isso essa frequência é classificada como ultrassom.

V – Incorreta: A intensidade sonora é diretamente proporcional à amplitude da onda.

Alternativa: A

 

03) Um homem assiste a um musical dentro de um teatro que possui ótimo isolamento acústico. Ao ouvir o som de um piano, violão e violino tocando a mesma nota musical, o homem teve condição de distinguir cada um dos instrumentos. Qual é a qualidade das ondas sonoras que permitiu tal distinção?

(A) Volume

(B) Nível de intensidade sonora

(C) Altura

(D) Amplitude

(E) Timbre

Resolução:

O timbre é a característica das ondas sonoras que permite a distinção de fontes sonoras mesmo que estas emitam sons de mesma intensidade e frequência. Isso é possível porque cada instrumento produz ondas sonoras em um formato característico.

Alternativa: E

 

04) Marque a alternativa que completa corretamente as lacunas.

O _____________ é a qualidade do som que permite a distinção entre as fontes sonoras, mesmo que estas emitam sons de mesma frequência e intensidade. Já a ___________ está relacionada à _____________ das ondas sonoras. Sons _____________ possuem alta frequência, sons _______________ possuem baixa frequência.

(A) Timbre, intensidade sonora, frequência, grave , agudo.

(B) Timbre, altura, frequência, graves, agudos.

(C) Timbre, altura, frequência, agudos, graves.

(D) Timbre, frequência, altura, altos, graves.

(E) Timbre, altura, frequência, baixos, altos.

Resolução:

Timbre: É a capacidade do ouvido humano de distinguir dois sons, de mesma frequência e mesma intensidade, desde que as formas das ondas sonoras correspondentes a estes sons sejam diferentes.

Altura: É caracterizada pela frequência da onda sonora. Um som de pequena frequência é grave (baixo), e um som de grande frequência é agudo (alto).

Alternativa: C

 

05) (UFAM) Considere as seguintes afirmativas sobre as ondas sonoras:

I. O som é uma onda mecânica progressiva longitudinal cuja frequência está compreendida, aproximadamente, entre 20Hz e 20kHz.

II. O ouvido humano é capaz de distinguir dois sons de mesma frequência e mesma intensidade desde que as formas das ondas sonoras correspondentes a esses sons sejam diferentes. Os dois sons têm timbres diferentes.

III. A altura de um som é caracterizada pela frequência da onda sonora. Um som de pequena frequência é grave (baixo) e um som de grande frequência é agudo (alto).

IV. Uma onda sonora com comprimento de onda de 10 mm é classificada como ultrassom.

V. A intensidade do som é tanto maior quanto menor for a amplitude da onda sonora.

Assinale a alternativa correta:

Dados: velocidade do som no ar: 340 m/s.

(A) Somente as afirmativas I, II, III e IV estão corretas.

(B) Somente as afirmativas II, III e V estão corretas.

(C) Somente as afirmativas I, III, IV e V estão corretas.

(D) Somente as afirmativas II, III, IV e V estão corretas.

(E) Somente as afirmativas I, II, IV e V estão corretas.

Resolução:

V – Errada: A intensidade sonora é diretamente proporcional à amplitude da onda sonora. Sendo assim, quanto maior for a intensidade, maior será a amplitude e vice-versa.

Alternativa: A

 

06) (Escola Bahiana de Medicina - Adaptada) Um projeto desenvolvido por uma equipe de brasileiros está entre os 18 vencedores do prêmio The World Summit Youth Award, competição global entre jovens desenvolvedores e empreendedores digitais com menos de 30 anos de idade que elaboram projetos na internet e tecnologia móvel com base nos Objetivos de Desenvolvimento do Milênio da ONU. O projeto brasileiro premiado, feito por desenvolvedores de Pernambuco, coordenado pelo cientista da computação Marcos Penha, é de óculos para pessoas cegas, que funciona em auxílio à bengala. Assim que o aparelho detecta um obstáculo próximo à pessoa cega, ele emite um sinal que aumenta à medida que o objeto se aproxima. O sinal é sentido por meio de vibrações de uma pulseira ou colar, sendo possível regular a intensidade da vibração de acordo com a sensibilidade de quem usa o aparelho. Admitindo-se hipoteticamente que um desses óculos tenha sido regulado de tal modo que o usuário, a uma distância x de um obstáculo fixo, percebe um nível sonoro de 40dB, pode-se afirmar que a intensidade do som, em w/m2, era de:

Intensidade mínima audível: I0 = 10 – 12 w/m2.

(A) 10 – 8

(B) 10 – 4

(C) 10

(D) 10 2

(E) 10 4

Resolução:

A partir da aplicação da definição de nível sonoro, podemos determinar a intensidade sonora associada a 40 dB.

Alternativa: A

 

07) A respeito das características fisiológicas do som, marque a alternativa falsa.

(A) A intensidade sonora está relacionada com o volume.

(B) O som alto é um som agudo, de alta frequência.

(C) A caraterística que permite distinguir sons de fontes distintas mesmo que emitam ondas sonoras de mesma intensidade e frequência é o timbre.

(D) Quanto maior a frequência do som produzido por uma fonte, mais grave o som será.

(E) O limiar da dor para o ouvido humano é de 120 dB.

Resolução:

Quanto maior a frequência do som produzido por uma fonte, mais agudo será o som.

Alternativa: D

 

08) Geralmente a voz feminina é mais aguda que a voz masculina. A principal característica que diferencia as vozes feminina e masculina é:

(A) a velocidade de propagação da voz

(B) o tom

(C) a frequência

(D) o timbre

(E) a intensidade

Resolução:

A frequência é a qualidade que caracteriza sons agudos e graves. Quanto maior a frequência, mais agudo é o som e vice-versa.

Alternativa: C

 

09) (UFSCar) Um homem adulto conversa com outro de modo amistoso e sem elevar o nível sonoro de sua voz. Enquanto isso, duas crianças brincam emitindo gritos eufóricos, pois a brincadeira é um jogo interessante para elas. O que distingue os sons emitidos pelo homem dos emitidos pelas crianças

(A) é o timbre, apenas.

(B) é a altura, apenas.

(C) são a intensidade e o timbre, apenas.

(D) são a altura e a intensidade, apenas.

(E) são a altura, a intensidade e o timbre.

Resolução:

Quando o enunciado diz que os adultos conversam em tom amistoso e as crianças gritam, podemos entender que há diferença de energia entre fontes sonoras, sendo assim, as intensidades são diferentes. A voz de uma criança é mais aguda que a de um adulto, por isso, possui maior frequência. Outra característica que difere as vozes de adultos e crianças é o timbre. Os formatos das ondas são característicos, de modo que, ao ouvir as vezes, pode-se facilmente fazer a distinção entre a voz de um adulto e de uma criança.

Alternativa: E

 

10) (IFRS) O som é a propagação de uma onda mecânica longitudinal apenas em meios materiais. O som possui qualidades diversas que o ouvido humano normal é capaz de distinguir. Associe corretamente as qualidades fisiológicas do som apresentadas na coluna da esquerda com as situações apresentadas na coluna da direita.

Qualidades fisiológicas

(1) Intensidade

(2) Timbre

(3) Frequência

Situações

(   ) Abaixar o volume do rádio ou da televisão.

(   ) Distinguir uma voz aguda de mulher de uma voz grave de homem.

(   ) Distinguir sons de mesma altura e intensidade produzidos por vozes de pessoas diferentes.

(   ) Distinguir a nota Dó emitida por um violino e por uma flauta.

(   ) Distinguir as notas musicais emitidas por um violão.

A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é

(A) 1 – 2 – 3 – 3 – 2

(B) 1 – 3 – 2 – 2 – 3

(C) 2 – 3 – 2 – 2 – 1

(D) 3 – 2 – 1 – 1 – 2

(E) 3 – 2 – 2 – 1 – 1

Resolução:

Definição de cada uma das qualidades fisiológicas do som.

Intensidade: Razão entre a potência sonora e a área atingida pelas ondas sonoras. Está relacionada com a energia emitida pelas ondas sonoras e ao que chamamos de volume;

Timbre: Duas ondas sonoras, por mais que possuam mesma intensidade e frequência, possuem formatos diferentes. Assim, dizemos que cada fonte sonora possui um timbre característico;

Frequência: Em sentido amplo, a frequência é a quantidade de oscilações produzidas dentro de um intervalo de tempo. Essa grandeza está relacionada com a altura do som. Som agudo é o som de alta frequência, e som grave é o som de baixa frequência.

A partir das definições acima, podemos encontrar a sequência correta de preenchimento dos parênteses.

Abaixar o volume do rádio ou da televisão – O volume está relacionado com a intensidade. (1)

Distinguir uma voz aguda de mulher de uma voz grave de homem – Agudo e grave estão relacionados com a frequência das ondas sonoras. (3)

Distinguir sons de mesma altura e intensidade produzidos por vozes de pessoas diferentes – Ondas de mesma frequência e intensidade possuem formatos diferentes, pois são produzidas por fontes sonoras distintas. Essa característica está relacionada com o timbre. (2)

Distinguir a nota Dó emitida por um violino e por uma flauta – Cada instrumento emite ondas sonoras de formatos característicos. (2)

Distinguir as notas musicais emitidas por um violão – Cada nota musical possui uma frequência característica. (3)

Alternativa: B

 

11) Um homem caminhando por uma floresta para a 200 m de um paredão de pedra que possui 150 m de altura. Ao dar um grito, ele percebe o eco das ondas sonoras em aproximadamente 1,18 s. Sabendo disso, determine o valor aproximado para a velocidade do som naquela região.

(A) 339 m/s

(B) 344 m/s

(C) 350 m/s

(D) 342,5 m/s

(E) 333 m/s

Resolução:

A determinação da velocidade do som é feita por meio da equação da velocidade média. O espaço deverá ser dobrado, pois o som vai até o obstáculo e retorna à fonte:

Vsom = (2.ΔS) ÷ Δt

Vsom = (2 . 200) ÷ 1,18

Vsom = 400 ÷ 1,18

Vsom = 338,9 ≈ 339 m/s

Alternativa: A

 

12) Durante a apresentação de uma orquestra, um espectador consegue facilmente distinguir os sons de cada um dos diversos instrumentos musicais, mesmo que estes emitam sons de mesma intensidade e frequência. A característica do som que permite a distinção das diversas fontes sonoras é:

(A) a frequência

(B) o timbre

(C) a intensidade

(D) a velocidade

(E) o volume

Resolução:

A característica que permite a distinção das ondas sonoras é o timbre. Isso porque cada fonte sonora emite ondas em formatos diferentes.

Alternativa: B

 

Observação:

Sons de todas as frequências propagam-se com igual velocidade. Se isto não fosse verdade, como ficaria os sons agudos(alta frequência) e graves(baixa frequência) dos vários instrumentos de um orquestra?

Efeito Doppler-Fizeau -É considerado um fenômeno onde o observador é capaz de captar uma frequência diferenciada da frequência real das ondas enviadas por uma fonte, por ocorrer afastamento ou aproximação entre os dois.

Equação Geral para o Efeito Doppler-Fizeau

 

 

RESOLVIDOS – EFEITO DOPPLER

01) (PUCCAMP-SP) Um professor lê o seu jornal sentado no banco de uma praça e, atento às ondas sonoras, analisa três eventos:

I – O alarme de um carro dispara quando o proprietário abre a tampa do porta-malas.

II –Uma ambulância se aproxima da praça com a sirene ligada.

III – Um mau motorista, impaciente, após passar pela praça, afasta-se com a buzina permanentemente ligada.

O professor percebe o efeito Doppler apenas:

(A) no evento I, com frequência sonora invariável

(B) nos eventos I e II, com diminuição da frequência

(C) nos eventos I e III, com aumento da frequência

(D) nos eventos II e III, com diminuição da frequência em II e aumento em III

(E) nos eventos II e III, com aumento da frequência em II e diminuição em III

Resolução:

O efeito Doppler somente ocorre quando a fonte de ondas sonoras está em movimento, o que só acontece nos eventos II e III. Além disso, quando a fonte de ondas sonoras aproxima-se, a frequência aparenta ser maior, e quando se afasta, a frequência aparenta ser menor. 

Alternativa: E

 

02) (EFEI-MG) Uma pessoa parada na beira de uma estrada vê um automóvel aproximar-se com velocidade 0,1 da velocidade do som no ar. O automóvel está buzinando, e a sua buzina, por especificação do fabricante, emite um som puro de 990 Hz.

O som ouvido pelo observador terá uma frequência de:

(A) 900 Hz

(B) 1 100 Hz

(C) 1 000 Hz

(D) 99 Hz

(E) Não é possível calcular por não ter sido dada a velocidade do som no ar.

Resolução:

Dados:

vf = 0,1 var

f = 990 Hz

Utilizamos a equação:

f0 = f (var + v0)

(var - vf)

f0 = 990 (var + 0)__

(var - 0,1var )

f0 = 990 . var

0,9 var

Simplificando var, temos: f0 = 1.100 Hz

Alternativa: B

 

03) Uma pessoa está sentada em uma praça quando se aproxima um carro de polícia com velocidade de 80 km/h. A sirene do carro está ligada e emite um som de frequência de 800 Hz. Sabendo que a velocidade do som no ar é 340 m/s, calcule:

  1. a) a frequência aparente percebida pelo observador;
  2. b) o comprimento de onda percebido pelo observador.

Resolução:

vf = 80 km/h = 22,2 m/s

f = 800 Hz

var = 340 m/s

v0 = 0

a) Utilizamos a equação:

f0 = f (var + v0)

        (var – vf)

Substituindo os dados, temos:

f0 = 800(340 + 0)

          (340- 22,2)

f0 = 855 Hz

b) Para calcular o comprimento de onda, usamos a equação:

λ = var

        f0

λ = 340

855

Λ = 0,4 m

 

04) Um trem parte de uma estação com o seu apito ligado, que emite um som com frequência de 940 Hz. Enquanto ele afasta-se, uma pessoa parada percebe esse som com uma frequência de 900 Hz. Sendo a velocidade do som no ar igual a 340 m/s, calcule a velocidade do trem ao passar pela estação.

Resolução:

Dados:

f = 940 Hz

var = 340 m/s

v0 = 0

f0 = 900 Hz

f0 = f (var + v0)

       (var – vf)

900 = 940 (340 + 0)

               (340 + vf)

900 . (340 + vf) = 319.600

306 . 000 + 900 vf = 319.600

900 vf = 319 . 600 – 306 . 000

900 vf = 13 . 600

vf = 13 . 600

900

vf = 15,1 m/s

 

05) (FGV) Um carro trafega a 20 m/s em uma estrada reta. O carro se aproxima de uma pessoa, parada no acostamento, querendo atravessar a estrada. O motorista do carro, para alertá-la, toca a buzina, cujo som, por ele ouvido, tem 640 Hz. A frequência do som da buzina percebida pela pessoa parada é, aproximadamente,

Considere: a velocidade do som no ar é igual a 340 m/s e não há vento.

(A) 760 Hz

(B) 720 Hz

(C) 640 Hz

(D) 600 Hz

(E) 680 Hz

Resolução:

Partindo da equação geral do efeito Doppler, podemos eliminar a velocidade do observador, pois ele se encontra parado na estrada. Como ocorre aproximação da fonte com o observador, o sinal para a velocidade relativa do som e da fonte será negativo, uma vez que os dois vetores estão direcionados para o observador. Dessa forma, teremos:

Alternativa: E

 

06) (UEA - AM) Um observador ouve o apito de um trem se aproximando e depois se afastando, conforme figuras 1 e 2.

(http://ww2.unime.it)

Sabendo que o apito do trem soa com frequência natural contínua, a frequência do apito ouvida pelo observador

(A) aumenta na aproximação e permanece constante no afastamento do trem.

(B) aumenta tanto na aproximação quanto no afastamento do trem.

(C) é constante tanto na aproximação quanto no afastamento do trem.

(D) aumenta na aproximação e diminui no afastamento do trem.

(E) diminui na aproximação e aumenta no afastamento do trem.

Resolução:

No efeito Doppler, a aproximação entre fonte e observador sempre fará com que este perceba ondas de maior frequência. No afastamento, o observador perceberá frequências menores que a frequência realmente emitida.

Alternativa: D

 

07) Ao cruzar um sinal vermelho, um motorista foi imediatamente parado por um policial. Ao justificar sua atitude errada, o motorista disse que por causa do efeito Doppler percebeu o sinal verde e não vermelho. Sabendo que as frequências das radiações monocromáticas vermelha e verde são, respectivamente, 4,5. 10 17 Hz e 6,0. 10 17 Hz, determine a velocidade que o motorista deveria estar para que sua justificativa pudesse ser verdadeira.

Adote a velocidade da luz como 3 . 108 m/s

(A) 25. 10 7 km/h

(B) 30. 10 7 km/h

(C) 35. 10 7 km/h

(D) 38. 10 7 km/h

(E) 40. 10 7 km/h

Resolução:

A frequência da luz verde será a frequência observada pelo motorista, e a frequência da luz vermelha será a frequência real emitida pela fonte. Sabendo que a fonte está em repouso, sua velocidade será nula. O sinal entre a velocidade da luz e a velocidade do observador deverá ser positivo, uma vez que este se aproxima da fonte luminosa. Sendo assim, teremos:

Para que a justificativa do motorista fosse real, ele deveria estar a aproximadamente 356 milhões de quilômetros por hora.

Alternativa: C

 

08) A comprovação experimental do efeito Doppler ocorreu em 1845, com o cientista Buys Ballot (1817 – 1890). Ballot verificou a alteração na percepção da frequência do som emitido por trompetistas que estavam em um vagão de trem. Marque a alternativa correta a respeito desse experimento.

(A) Na aproximação, Ballot verificou sons mais graves.

(B) No afastamento, Ballot verificou sons mais altos.

(C) A alteração nas frequências produzida pelo efeito Doppler também foi observada pelos trompetistas.

(D) Na aproximação, o som percebido é mais alto.

(E) No afastamento, a frequência será maior que a frequência real emitida pelos trompetistas.

Resolução:

No efeito Doppler, a aproximação entre fonte e observador sempre fará com que este perceba ondas de maior frequência. No afastamento, o observador perceberá frequências menores que a frequência realmente emitida. A altura é uma característica do som relacionada à frequência, portanto, na aproximação, o som percebido terá maior frequência e, por isso, será um som mais alto.

Alternativa: D

 

Ressonância

É o fenômeno no qual um corpo oscilante (alvo) sofre aumento considerável em suas amplitudes de vibração características ao absorver a energia emitida por outro corpo (fonte) que vibra na mesma frequência que o alvo.

 

Reverberação do som - Ocorre quando a distância entre a fonte sonora e a superfície refletora é inferior a 17 metros

RESOLVIDOS – RESSONÂCIA

01) (UFMG) Para que um corpo vibre em ressonância com um outro é preciso que:

(A) seja feito do mesmo material que o outro;

(B) vibre com a maior amplitude possível;

(C) tenha uma frequência natural igual a uma das frequências naturais do outro;

(D) vibre com a maior frequência possível;

(E) vibre com a menor frequência.

Resolução:

Para que o fenômeno da ressonância entre dois corpos ocorra, eles devem possuir frequências naturais iguais.

Alternativa: C

 

02) (UNIP) A Ponte de Tacoma, nos Estados Unidos, ao receber impulsos periódicos do vento, entrou em vibração e foi totalmente destruída. O fenômeno que melhor explica esse fato é:

(A) o efeito Doppler

(B) a ressonância

(C) a interferência

(D) a difração

(E) a refração

Resolução:

A ponte de Tacoma foi submetida a ventos que vibravam com a mesma frequência natural que a dela. Por isso, ela entrou em ressonância com eles, chegando a balançar como se fosse um papel exposto ao vento, o que causou sua destruição.

Alternativa: B

 

03) Comumente são vistas na televisão cantoras líricas que conseguem quebrar uma taça apenas com o canto. Indique, entre os fenômenos apresentados a seguir, qual explica o fato de a taça quebrar.

(A) Ressonância;

(B) Dilatação;

(C) Reflexão do som;

(D) Interferência;

(E) polarização.

Resolução:

Quando uma cantora lírica canta perto de uma taça, ela emite um som, que, por sua vez, é uma onda mecânica que se propaga em meios materiais, inclusive na própria taça. Quando a frequência de vibração das ondas sonoras produzidas pela cantora é igual à frequência de vibração natural da taça, as moléculas da taça recebem energia e movimentam-se gradativamente até que a taça se quebre. Esse fenômeno caracteriza a ressonância.

Alternativa: A

 

04) Sobre a ressonância, é incorreto afirmar que:

(A) Ocorre quando dois corpos vibram com a mesma frequência;

(B) Causa elevação da energia das moléculas que constituem os corpos submetidos a esse fenômeno;

(C) Causa diminuição na amplitude das oscilações dos corpos;

(D) Pode ocorrer com ondas mecânicas e com ondas eletromagnéticas.

Resolução:

Quando dois corpos entram em ressonância, a principal característica é o aumento da amplitude das suas vibrações.

Alternativa: C

 

05) (UFRN-RN) As fotografias 1 e 2, mostradas a seguir, foram tiradas da mesma cena. A fotografia 1 permite ver, além dos objetos dentro da vitrine, outros objetos que estão fora dela (como, por exemplo, os automóveis), que são vistos devido à luz proveniente destes refletida pelo vidro comum da vitrine. Na fotografia 2, a luz refletida foi eliminada por um filtro polarizador colocado na frente da lente da câmera fotográfica.

 

Comparando-se as duas fotos, pode-se afirmar que

(A) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine não está polarizada e a luz refletida pelo vidro não está polarizada.

(B) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine está polarizada e a luz refletida pelo vidro não está polarizada.

(C) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine não está polarizada e a luz refletida pelo vidro está polarizada.

(D) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine está polarizada e a luz refletida pelo vidro está polarizada.

Resolução:

A luz, ao sofrer reflexão em placas de vidro ou poças de água, fica polarizada. Os filtros polaróides das máquinas fotográficas não permitem a passagem da luz refletida polarizada eliminando assim, os reflexos. Portanto, foi eliminada a luz refletida pelo vidro, que está polarizada.

Alternativa: C

 

06) (UEPG-PR)  Os fenômenos sonoros estão relacionados com a vibração de corpos materiais, portanto, sempre que se escuta um som, há um corpo material vibrando. Sobre as ondas sonoras, assinale o que for correto.

01) O som audível se localiza numa escala entre infrassom e o ultrassom. 

02) A característica de uma onda sonora que a classifica como calma ou barulhenta é chamada de amplitude. 

04) Uma onda sonora de baixa frequência é um som grave. 

08) O efeito doppler é uma característica observada nas ondas sonoras de modo geral, ele ocorre devido à alteração de frequência da onda, em razão do movimento da fonte ou do observador. 

16) Reverberação é a confusão de sons que chegam aos nossos ouvidos em tempos diferentes, em virtude de que cada frequência de onda apresenta velocidades diferentes. 

Resolução:

Justificativa da falsa que é a 16  —  reverberação é a confusão de sons que chegam aos nossos ouvidos em tempos diferentes, (essa afirmação está correta) em virtude de que cada frequência de onda apresenta velocidades diferentes. (essa justificativa está errada)  —  a confusão ocorre porque os sons foram emitidos em tempos diferentes, ou porque percorreram trajetórias diferentes, porém com a mesma velocidade, porque se propagam no mesmo meio.

Resposta: 01 + 02 + 04 + 08 = 15

 

Eco

É o efeito sonoro causados pela reflexão do som. Sendo assim, podemos dizer que eco é o som refletido que é percebido com intervalo de tempo suficiente para ser distinguido do som original.

Imagine como sendo undas sonoras... rsrs

Observação: O Golfinho possui o extraordinário sentido da ecolocalização, trata-se de um sistema acústico que lhe permite obter informações sobre outros animais 

  

Normalmente podemos perceber o eco em locais onde há algum objeto muito grande e maciço, como uma parede, uma montanha ou uma caverna. Para que possamos ouvir o som refletido nesses objetos, eles devem estar a uma distância tal que o tempo de ida e volta do som seja maior que sua duração. Para que ocorra o eco a distância mínima é da pessoa seja de 32 metros.

Observação: para ouvirmos completamente palavras ou frases maiores, é necessário que estejamos colocados a distâncias maiores, correspondentes ao tempo que levamos para pronunciá-las.

Cordas vibrantes – São corpos que possuem várias frequências de ressonância, que podemos chamar de modos harmônicos. Produzindo-se uma perturbação em um dado local de uma corda esticada, essa perturbação irá se propagar por toda a corda em forma de onda. Quando esta onda atingir um dos extremos da corda esta será refletida, e assim sucessivamente.

 

 

Modo de vibração - Um modo normal de um sistema oscilatório é a frequência na qual a estrutura deformável oscilará ao ser perturbada.

 

 

RESOLVIDOS - ECO E REVERBERAÇÃO

01) (UFPE) Diante de uma grande parede vertical, um garoto bate palmas e recebe o eco um segundo depois. Se a velocidade do som no ar é 340 m/s, o garoto pode concluir que a parede está situada a uma distância aproximada de:

(A) 17 m

(B) 34 m

(C) 68 m

(D) 170 m

(E) 340 m

Resolução:

A partir da definição de velocidade média, temos:

V = Δs / Δt

O eco é um som que é refletido em um obstáculo e retorna à fonte em um tempo superior ao tempo da persistência sonora (0,1 s). Sendo assim, o espaço a ser considerado deve ser o dobro, pois as ondas sonoras devem ir e voltar em direção ao garoto.

Vsom = 2.Δs / Δt

340 = 2.Δs / 1

2.Δs = 340

Δs = 170 m

Alternativa: D

 

02) Leia o texto a seguir:

… O USS Zumwalt é 29 metros maior que outro navio de guerra semelhante, o Arleigh Burke (DDG 51). Mas ele também é 50 vezes mais difícil de ser detectado em comparação aos atuais navios de guerra graças à sua forma angular, declarou o capitão James Downey ao jornal Portland Press Herald. Downey é o chefe do programa DDG 1000 para o Departamento de Defesa dos Estados Unidos.

O objetivo desse design "oculto" é que o navio possa navegar sem ser facilmente detectado em águas menos profundas, perto da costa...

Fonte:BBC.com;
acesso em 19/08/2016

A respeito do texto e dos fenômenos ondulatórios, marque a alternativa correta:

(A) A forma angular do USS Zumwalt favorece a absorção de parte das ondas enviadas por radares, assim, o navio não é detectado;

(B) A forma angular do USS Zumwalt favorece a difração de parte das ondas enviadas por radares, assim, o navio não é detectado;

(C) A forma angular do USS Zumwalt favorece a reflexão de parte das ondas enviadas por radares, assim, o navio não é detectado;

(D) A forma angular do USS Zumwalt favorece a refração de parte das ondas enviadas por radares, assim, o navio não é detectado;

(E) A forma angular do USS Zumwalt favorece o fenômeno da interferência de ondas, assim, o navio não é detectado;

Resolução:

O navio USS Zumwalt possui formato triangular, assim, parte das ondas vindas de radares inimigos são refletidas em direções diversas. A quantidade de ondas que voltam aos radares inimigos não é suficiente para levar todas as informações, o que faz o navio parecer menor do que realmente é.

Alternativa: C

 

03) (FUVEST) Uma fonte emite ondas sonoras de 200Hz. A uma distância de 3400m da fonte, está instalado um aparelho que registra a chegada das ondas por meio do ar e as remete de volta por meio de um fio metálico retilíneo. O comprimento dessas ondas no fio é 17m. Qual o tempo de ida e volta das ondas?

Dado: velocidade do som no ar igual a 340 m/s.

(A) 11s

(B) 17s

(C) 22s

(D) 34s

(E) 200s

Resolução:

Ida ao aparelho:

Na ida das ondas até o aparelho, o tempo pode ser dado pela seguinte equação:

Vsom = Δs / Δt

340 = 3400 / Δt

Δt = 3400 / 340

Δt = 10 s

Retransmissão:

Ao serem retransmitidas, as ondas deixam de se propagar no ar e passam a se propagar em um fio. Com a mudança de meio de propagação, a frequência das ondas sonoras não é alterada. Sendo assim, podemos determinar a velocidade das ondas no fio por meio da seguinte equação:

V = λ . f

V = 17 . 200

V = 3400 m/s

Sabendo que as ondas propagam-se a 3400 m/s no fio e que a distância do aparelho detector à fonte é de 3400 m, podemos concluir que o tempo de retorno das ondas é de 1 s.

O tempo de ida e volta é dado pela seguinte soma:

Tempo Total = Ida + Volta

Tempo Total = 10 + 1 = 11 s

Alternativa: A

 

04) O tempo de persistência sonora é o tempo necessário para que o ouvido humano faça distinção entre dois sons. O eco ocorre quando o som emitido por uma fonte é refletido por um obstáculo e percebido pela fonte em um tempo superior ao da persistência sonora, que é de 0,1 s. Imagine a possibilidade de ocorrer eco de um som emitido na água. Qual seria a distância mínima necessária entre a fonte sonora e o obstáculo para que ocorresse esse fenômeno?

Dado: velocidade do som na água ≈ 1500 m/s

(A) 1500 m

(B) 150 m

(C) 300 m

(D) 3000 m

(E) 75 m

Resolução:

O eco é um som que é refletido em um obstáculo e retorna à fonte em um tempo superior ao tempo da persistência sonora (0,1 s). Sendo assim, o espaço a ser considerado deve ser o dobro, pois as ondas sonoras devem ir e voltar em direção à fonte. O tempo considerado será o da persistência sonora, portanto, temos que:

Vsom = 2.Δs / Δt

1500 = 2.Δs / 0,1

2.Δs = 1500 . 0,1

2.Δs = 150

Δs = 75 m

Alternativa: E

 

05) O tempo da persistência auditiva humana é de aproximadamente 0,1 segundo. Nesse intervalo de tempo, quando dois sons incidem sobre o ouvido humano, atrasados em tempos menores que 0,1 segundo, é impossível distingui-los. Considere que uma fonte de ondas sonoras emita um som e que um observador posicionado junto a essa fonte ouça o eco 2,0 s após a sua emissão. Admitindo que a velocidade do som nesse local seja constante e igual a 340 m/s, qual é a distância do obstáculo responsável pela reflexão do som?

 

(A) 780,0 m

(B) 390,0 m

(C) 34,0 m

(D) 17,0 m

(E) 340,0 m

Resolução:

De acordo com o enunciado do exercício, podemos considerar a velocidade do som com módulo constante, portanto, a equação a ser utilizada aqui é a do movimento uniforme para o cálculo da velocidade média:

V som = Δs / Δt

O exercício informa que a velocidade do som é de vsom = 340 m/s e que o tempo decorrido desde a emissão do som até que o observador ouça o eco é de 2,0 s. Por meio desses dados, podemos encontrar a distância percorrida por essa onda sonora:

340 = Δs / 2

Δs = 2340

Δs = 680

De acordo com o cálculo, o som percorre 640 m até que o seu eco seja ouvido pelo observador, portanto, a distância do observador até o obstáculo deve ser a metade, ou seja, 340 m.

Alternativa: E

 

06) O eco é um fenômeno acústico produzido pela:

(A) absorção das ondas sonoras.

(B) refração das ondas sonoras.

(C) polarização das ondas sonoras.

(D) transmissão das ondas sonoras.

(E) reflexão das ondas sonoras.

Resolução:

Quando uma onda sonora é produzida e leva um tempo maior que 0,1 s para retornar ao seu ponto de origem, os seres humanos são capazes de distinguir o som emitido originalmente e o som refletido, chamado de eco. O fenômeno físico responsável pela produção do eco é a reflexão das ondas sonoras.

Alternativa: E

 

07) O tempo de persistência auditiva humana é de aproximadamente 0,1 s. Isso significa que, considerando constante a velocidade do som no ar e igual a 340 m/s, a mínima distância necessária entre a fonte sonora e um obstáculo para o ser humano ouvir o eco de sua voz é de:

(A) 34,0 m

(B) 340,0 m

(C) 170,0 m

(D) 17,0 m

(E) 100,0 m

Resolução:

Considerando a velocidade do som igual a 340 m/s e constante, podemos utilizar a equação do movimento uniforme para encontrar a distância percorrida pelo som:

Vsom = Δs / Δt

340 = Δs / 0,1

Δs = 430 . 0,1

Δs = 34m

De acordo com os cálculos, a distância percorrida pelo som para que possamos ouvir o seu eco é de 34,0 m. Entretanto, se considerarmos que esse som deve percorrer um caminho de ida e de volta, a distância mínima entre o observador e o obstáculo deve ser a metade disso, totalizando 17,0 m.

Δs = 24 / 2

Δs = 17m

Alternativa: D

 

08) Assinale a afirmação verdadeira em relação ao eco:

(A) A velocidade do som no meio não afeta a distância mínima necessária entre uma fonte sonora e um obstáculo para a formação do eco.

(B) No eco, os comprimentos de onda das ondas incidentes e refletidas são diferentes.

(C) O eco surge em decorrência da absorção das ondas sonoras por algum obstáculo.

(D) Toda onda sonora pode sofrer reflexão, no entanto, só ouviremos o seu eco caso o tempo decorrido entre sua emissão e reflexão seja maior que 0,1 s.

(E) Se uma onda sonora for produzida e retornar ao nosso ouvido com um tempo menor que 0,1 s, é possível escutar o seu eco.

Resolução:

A) Falso – A velocidade do som afeta a distância mínima para a formação do eco, uma vez que o tempo da persistência auditiva humana é fixo, portanto, quanto maior for a velocidade do som, maior será a distância necessária para a formação do eco.

B) Falso – não há mudança no comprimento de onda entre as ondas sonoras incidentes e refletidas. Se isso ocorresse, o som mudaria a sua velocidade de propagação ou ainda a sua frequência, o que não acontece.

C) Falso – Se as ondas sonoras forem absorvidas em vez de refletidas, não restará qualquer som para que se forme o eco.

D) Verdadeiro – O eco pode ser produzido por qualquer reflexão sofrida pelo som, porém, esse som só será distinguível do som originalmente produzido se o intervalo de tempo de chegada desses dois sons for superior a 0,1 s.

E) Falso – Para intervalos de tempo menores que 0,1 s, não é possível para os seres humanos distinguir dois sons.

Alternativa: D

 

09) (Acafe-SC) “Estudos já provaram que os cegos podem usar os sons e ecos para ajudar na locomoção. Mas pesquisas recentes mostraram que essa habilidade, conhecida como ecolocalização, pode ser estimulada inclusive em pessoas que não têm deficiência visual, para identificar objetos graças à reverberação sonora”.

Fonte: RFID Journal Brasil. Disponível em:
http://www.portugues.rfi.fr/geral/20150107-saiba-como-cegosusam-eco-para-se-locomover
Acesso em: 29 de maio de 2015.

A informação acima aborda o uso da reflexão do som para ajudar na ecolocalização. A reflexão do som mais conhecida é o eco, porém, temos a reverberação e o reforço.

Considere os conhecimentos de acústica para assinalar a alternativa correta que completa as lacunas a seguir.

A reflexão do som não pode acontecer ______, pois o som é uma onda __________ e a reflexão chamada _________ ocorre quando a diferença do tempo entre o som emitido e refletido, percebido por uma pessoa, é superior a 0,1 s.

(A) na água / mecânica / reverberação

(B) no vácuo / eletromagnética / reverberação

(C) na água / eletromagnética/ eco

(D) no vácuo / mecânica / eco

Resolução:

As ondas sonoras são ondas mecânicas, o que significa que precisam de um meio de propagação, por isso, não podem sofrer reflexão no vácuo. Como não se propagam no vácuo, é impossível que ocorra eco nessa região.

Alternativa: D

 

10) (Cefet-PR) Relacione a segunda coluna de acordo com o proposto na primeira coluna:

1a coluna

(1) Reforço

(2) Reverberação

(3) Eco

(4) Difração

(5) Refração

2a coluna

(   ) Fenômeno que permite ouvir isoladamente o mesmo som emitido e refletido.

(   ) Som direto e som refletido chegam no mesmo instante.

(   ) Percepção do som direto e do som refletido é inferior a 0,1 s.

(  ) Fenômeno utilizado por morcegos que, emitindo e recebendo ultrassons, localizam insetos ou obstáculos.

(   ) Fenômeno no qual observa-se necessariamente a onda sonora modificar seu comprimento de onda.

(   ) Fenômeno sonoro no qual a percepção de dois sons, direto e refletido, deve ser maior que 0,1 s.

Marque a relação correta:

(A) 3, 2, 5, 1, 4, 2

(B) 1, 4, 5, 3, 5, 1

(C) 2, 3, 4, 5, 4, 4

(D) 3, 1, 2, 3, 5, 3

(E) 1, 5, 3, 1, 1, 2

Resolução:

(3) – Ocorre eco quando o intervalo de percepção do som emitido é superior ao tempo da persistência sonora, que corresponde a 0,1 s.

(1) – Quando o som produzido e o som refletido atingem determinado ponto ao mesmo tempo, ocorrerá o fenômeno denominado de reforço e tem-se a sensação de um som mais forte.

(2) – Quando o som refletido atinge o receptor em intervalos de tempo inferiores à persistência sonora ocorre a reverberação, assim, o som ouvido perde nitidez.

(3) – Ecolocalização funciona baseada no fenômeno do eco.

(5) – Na refração, a velocidade das ondas é alterada, o que gera consequente alteração no comprimento de onda.

(3) – Definição de eco.

Alternativa: D

 

10) Sabendo que a velocidade de propagação do som no ar corresponde a 340 m/s, e que o tempo de persistência sonora corresponde a 0,1 s, determine a mínima distância necessária entre uma fonte sonora e um obstáculo para que seja possível a ocorrência de ecos.

(A) 13 m

(B) 14 m

(C) 15 m

(D) 16 m

(E) 17 m

Resolução:

Ocorre eco quando o som refletido por um obstáculo atinge o receptor em um tempo superior ao tempo da persistência sonora. Utilizando a equação da velocidade média, pode-se determinar a distância mínima necessária para a ocorrência desse fenômeno.

v = Δs / Δt

Como o som deverá ir até o obstáculo e voltar ao receptor, o espaço deverá ser dobrado. O tempo considerado será o tempo da persistência sonora.

v = 2Δs / Δt

Δs = vΔt / 2

Δs = 340.0,1 / 2

 Δs = 34

Portanto:

Δs = 34 / 2

Δs = 17m

Alternativa: E

 

12) Marque a alternativa correta a respeito do eco e da reverberação.

(A) Os dois fenômenos ocorrem quando o receptor recebe as ondas sonoras refletidas em intervalos de tempo inferiores ao tempo da persistência sonora.

(B) Ocorre eco quando o som refletido por um obstáculo, a no mínimo 34 m, é recebido pelo receptor em um tempo superior a 0,1 s.

(C) Ocorre eco quando o som refletido por um obstáculo, a no mínimo 17 m, é recebido pelo receptor em um tempo inferior a 0,1 s.

(D) Ocorre a reverberação quando o som refletido chega ao receptor em um intervalo de tempo inferior ao da persistência sonora.

(E) Todas as alternativas anteriores estão incorretas.

Resolução:

Quando um som emitido por determinada fonte é refletido e atinge o receptor em um tempo inferior ao tempo da persistência sonora (0,1 s), ocorrerá o fenômeno da reverberação e o som ambiente perderá nitidez.

Alternativa: D

 

Tubos sonoros

São tubos sonoros contêm uma coluna de ar em seu interior que vibra segundo uma de suas frequências fundamentais que serão representadas abaixo:

Tubos sonoros abertosSão os tubos que possuem uma extremidade oposta à embocadura, ou seja, a entrada do ar aberta. A onda estacionária se forma no ar de seu interior, quando o tubo aberto ressoa.

Nas duas extremidades do tubo, ou seja, na embocadura e na extremidade aberta, há uma formação de ventres, isto é, uma interferência construtiva.

 

Tubos sonoros fechadosSão os tubos fechados possuem uma extremidade oposta a embocadura, ou seja, a entrada do ar fechada. A onda estacionária se forma no ar de seu interior, quando o tubo fechado ressoa.

Podemos perceber que junto à embocadura, há formação de um ventre, ou seja, interferência construtiva, e junto à extremidade fechada, ocorre à formação de um nó, ou seja, interferência destrutiva.

Resumo:

 

 

 

RESOLVIDOS – TUBOS SONOROS E ONDAS ESTACIONÁRIAS EM CORDAS

01) Em um tubo sonoro fechado de comprimento igual a 0,5 m, forma-se um harmônico de frequência igual a 850 Hz. Sendo a velocidade do som no interior do tubo igual a 340 m/s, o harmônico formado nesse tubo é igual a:

(A) sexto harmônico

(B) primeiro harmônico

(C) segundo harmônico

(D) quinto harmônico

(E) terceiro harmônico

Resolução:

A frequência no tubo sonoro fechado é dada por:

 

- i é um número ímpar e inteiro que nos informa a ordem do harmônico (i = 1,3,5,7);

- v é a velocidade do som no interior do tubo;

- L é o comprimento do tubo.

Dessa forma e de acordo com os dados fornecidos pelo enunciado do exercício, temos que:

 

O harmônico de índice 5 equivale ao terceiro harmônico, pois, no tubo fechado, só se admitem valores ímpares de harmônicos (1,3,5,7...).

Alternativa: E

 

02) (UFRJ-RJ) O grupo brasileiro Uakti constrói seus próprios instrumentos musicais. Um deles consiste em vários canos de PVC de comprimentos variados. Uma das pontas dos canos é mantida fechada por uma membrana que emite sons característicos ao ser percutida pelos artistas, enquanto a outra é mantida aberta. Sabendo-se que o módulo da velocidade do som no ar vale 340 m/s, é correto afirmar que as duas frequências mais baixas emitidas por um desses tubos, de comprimento igual a 50 cm, são:

(A) 170 Hz e 340 Hz

(B) 170 Hz e 510 Hz

(C) 200 Hz e 510 Hz

(D) 340 Hz e 510 Hz

(E) 200 Hz e 340 Hz

Resolução:

A relação entre o comprimento do tubo fechado e o comprimento da onda estacionária é determinada pela equação a seguir:

 

Dessa forma, os comprimentos de onda mais baixos são aqueles relacionados ao primeiro harmônico e o segundo harmônico (n = 1 e 3), portanto:

Para calcular as frequências relacionadas a esses dois comprimentos de onda, usamos a equação:

Vale dizer que v é a velocidade do som no tubo, λ é o comprimento de onda, e f é a a frequência. Dessa forma, temos para a frequência mais baixa (f1):

Da mesma forma, fazemos o cálculo para a frequência do segundo harmônico:

Portanto, os módulos das menores frequências possíveis nesses tubos sonoros são de 170 Hz e 510 Hz, respectivamente.

Alternativa: B

 

03) (UFJF-MG) Considerando que a velocidade do som no ar é igual a 340 m/s e que o canal auditivo humano pode ser comparado a um tubo de órgão com uma extremidade aberta e a outra fechada, qual deveria ser o comprimento do canal auditivo para que a frequência fundamental de uma onda sonora estacionária nele produzida seja de 3400 Hz?

(A) 2,5 m

(B) 2,5 cm

(C) 0,25 cm

(D) 0,10 m

(E) 0,10 cm

Resolução:

De acordo com os dados fornecidos pelo exercício, queremos calcular o comprimento (L) de um tubo sonoro fechado que forme um harmônico fundamental (n = 1) cuja frequência equivale a 3400 Hz. A velocidade do som nesse tubo é de 340 m/s, portanto:

O canal auditivo pode ser comparado a um tubo sonoro fechado com o comprimento de 2,5 cm.

Alternativa: B

 

04) (Udesc) Dois tubos sonoros de um órgão têm o mesmo comprimento, um deles é aberto e o outro fechado. O tubo fechado emite o som fundamental de 500 Hz na temperatura de 20ºC e na pressão atmosférica. Entre as frequências a seguir, indique a que esse tubo não é capaz de emitir.

(A) 1500 Hz

(B) 4500 Hz

(C) 1000 Hz

(D) 2500 Hz

(E) 3500 Hz

Resolução:

A relação entre a enésima frequência produzida por um tubo sonoro e a frequência fundamental é dada por:

 

Vamos considerar que n = 1,3,5,7 (somente números ímpares) e f0 é a frequência fundamental, portanto, não é possível que haja nenhuma frequência que seja um múltiplo par da frequência fundamental. A frequência de 1.000 Hz não pode ser produzida por esse tubo fechado.

Alternativa: C

 

05) Sobre uma corda vibrante de 2 m de comprimento é formada uma onda estacionária correspondente ao primeiro harmônico (frequência fundamental). O comprimento de onda dessa oscilação tem módulo igual a:

(A) 4,0 m;

(B) 2,0 m;

(C) 1,0 m;

(D) 0,5 m;

(E) 8,0 m.

Resolução:

Para que um harmônico seja formado em uma corda vibrante, é necessário que os nós da onda estacionária estejam nas extremidades da corda. Dessa forma, existe uma relação entre o comprimento da corda e o comprimento de onda do harmônico:

Na equação acima, L é o comprimento da corda, n é a ordem do harmônico (n = 1,2,3...), e λ é o comprimento da onda estacionária que se forma na corda. O exercício referiu-se à formação do primeiro harmônico, portanto, o valor de n é 1. Dessa forma, temos que:

Multiplicando os termos, encontramos um valor de λ = 4 m para o harmônico fundamental.

Alternativa: A

 

06) Uma onda estacionária cujo comprimento de onda mede 50 cm é formada em uma corda vibrante de 4,0 m de comprimento. A ordem do harmônico formado é igual a:

(A) 8

(B) 12

(C) 16

(D) 4

(E) 2

Resolução:

A relação entre o comprimento da corda e o comprimento da onda estacionária é determinada pela equação a seguir:

Sendo o comprimento da corda 4,0 m e o comprimento da onda (λ) igual a 0,5 m (50 cm = 0,5 m), escrevemos que:

Portanto, o harmônico formado na corda corresponde ao décimo sexto harmônico (n = 16).

Alternativa:  C

 

07) (UCS-Adaptado) Um tubo sonoro aberto emite o seu quinto harmônico com frequência de 1,7kHz. A velocidade do som, no ar que preenche o tubo, tem módulo igual a 340 m/s. O comprimento do tubo vale:

(A) 5,0 m

(B) 0,5 m

(C) 0,25 m

(D) 0,025 m

(E) 2,0 m

Resolução:

Dessa forma, a frequência do  harmônico (1,7 kHz = 1700 Hz) é 5vezes a frequência fundamental:

Relacionando o comprimento de onda formado no tubo com o seu comprimento e a velocidade do som, podemos usar a seguinte expressão:

Utilizando as informações dadas pelo enunciado do exercício, temos que:

Portanto, o comprimento desse tubo sonoro é de 0,5 m.

Alternativa: B

 

08) Em uma corda vibrante, forma-se uma onda estacionária correspondente ao quinto harmônico. O número de meio comprimento de onda e o de nósnessa corda equivalem a, respectivamente:

(A) 4 e 5

(B) 5 e 4

(C) 6 e 5

(D) 5 e 6

(E) 2 e 3

Resolução:

A relação entre o comprimento de uma corda e a ordem do harmônico formado sobre ela é dada por:

Dessa forma, (a ordem do harmônico) corresponde à quantidade de meio comprimento de onda, que totaliza o comprimento total da corda vibrante, e o número de nós é sempre igual a (n+1), ou seja, o número do harmônico acrescido de 1. Portanto, o número de meio comprimento de onda é 5, enquanto o número de nós é 6.

Alternativa: D

 

09) (ITA-SP) Um tubo sonoro aberto em uma das extremidades e fechado na outra apresenta uma frequência fundamental de 200Hz. Sabendo-se que o intervalo de frequências audíveis é aproximadamente de 20Hz a 16.000Hz, pode-se afirmar que  o número de frequências audíveis emitidas pelo tubo é, aproximadamente:

(A) 1430

(B) 200

(C) 80

(D) 40

(E) 20
Resolução

Tubo fechado só tem harmônicos ímpares e sua frequências fundamental é f1=200Hz  — fn=nf1 (n=1,3,5,…)  —  Quando o som for de 16.000Hz, o harmônico n é de  —  16.000 = n.200  —  n = 80. Mas, 80 é par e o tubo não possui esse harmônico mas sim, o primeiro ímpar anterior que é o 79.

O primeiro harmônico é n=1. Assim, temos que determinar o número de harmônicos ímpares compreendidos entre 1 e 79  que é 38. Portanto o número de frequências audíveis é de 40

Alternativa: D

 

10)  (UDESC-SC) Dois tubos sonoros de um órgão têm o mesmo comprimento, um deles é aberto e o outro fechado.

O tubo  fechado emite o som fundamental de 500 Hz à temperatura de 20oC e à pressão atmosférica.

Dentre as frequências abaixo, indique a que esse tubo não é capaz de emitir.

(A) 1500 Hz                    

(B) 4500 Hz                           

(C) 1000 Hz                         

(D)2500 Hz                               

(E) 3500 Hz  ,

Resolução:

Os tubos fechados só ressoam para harmônicos ímpares  —  se a frequência fundamental é 500Hz, ele ressoará para: 1500Hz, 2500Hz, 3500Hz, 4500Hz, etc.  

Alternativa: C

 

RESOLVIDOS – REFLEXÃO / REFRAÇÃO / DIFRAÇÃO

01) (Unicesumar-SP) A imagem a seguir ilustra o Cebolinha e a Mônica separados por um muro. Apesar dessa separação, o Cebolinha consegue ouvir a voz da Mônica chorando e chamando por ele. O fenômeno acústico que permite que isso seja possível é denominado:

tmjdomeujeito.blogspot.com.br

(A) reverberação.

(B) difração.

(C) reforço.

(D) interferência construtiva.

(E) polarização.

Resolução:

Cebolinha pode ouvir a voz da Mônica, mesmo que eles estejam separados por um muro, pois as ondas sonoras têm a capacidade de contornar o obstáculo. O fenômeno relacionado a essa capacidade das ondas é chamado de difração.

Alternativa: B

 

02) (Ufal) Alex encontra-se dentro de uma sala cujas paredes laterais e superior possuem isolamento acústico. A porta da sala para o exterior está aberta. Alex chama Bruno, que está fora da sala (ver figura). Pode-se afirmar que Bruno escuta Alex porque, ao passar pela porta, a onda sonora emitida por este sofre:

(A) polarização.

(B) regularização.

(C) fissão.

(D) refração.

(E) difração.

Resolução:

Alex pode ouvir a voz de Bruno, mesmo que eles estejam em cômodos diferentes, porque as ondas sonoras têm a capacidade de contornar o obstáculo. O fenômeno relacionado a essa capacidade das ondas é chamado de difração.

Alternativa: E

 

03) Marque a alternativa correta a respeito dos fenômenos da refração e reflexão de ondas.

(A) A reflexão de ondas em cordas é caracterizada por uma inversão de fase dos pulsos refletidos.

(B) Na reflexão, assim como na refração, a frequência da onda refletida é alterada.

(C) Na refração de ondas na água, as ondas que passam de uma região de maior profundidade para uma região de menor profundidade têm seu comprimento diminuído.

(D) Na refração de ondas eletromagnéticas, as ondas do meio com menor índice de refração possuirão maior frequência.

(E) A alteração do comprimento de onda é uma característica de ondas que sofrem refração e reflexão.

Resolução:

A mudança de profundidade caracteriza a refração de ondas na água. Nas regiões de maior profundidade, a velocidade das ondas será maior, por isso, nessas regiões, o comprimento de onda também deve ser maior. Na passagem de uma região mais profunda para uma região rasa, a velocidade da onda diminui, logo, o comprimento da onda também torna-se menor.

Alternativa: C

 

04) Uma cuba para realização de experimentos apresenta três regiões, denominadas de A, B e C. As profundidades das três regiões são diferentes, sendo A a mais rasa e C a mais profunda. Um instrumento com determinado comprimento é utilizado para gerar ondas na água, que se propagam de A para C. A respeito do movimento das ondas, marque a alternativa correta:

(A) Sendo VA, Ve VC as velocidades respectivas das ondas nos meios A, B e C, podemos dizer que: VA > VB > VC.

(B) Sendo VA, Ve VC as velocidades respectivas das ondas nos meios A, B e C, podemos dizer que: VA < VB > VC.

(C) Sendo VA, Ve VC as velocidades respectivas das ondas nos meios A, B e C, podemos dizer que: VA < VB = VC.

(D) Sendo VA, Ve VC as velocidades respectivas das ondas nos meios A, B e C, podemos dizer que: VA = VB = VC.

(E) Sendo VA, Ve VC as velocidades respectivas das ondas nos meios A, B e C, podemos dizer que: VA < VB < VC.

Resolução:

Para ondas que se propagam na água, a velocidade será maior quanto maior for a profundidade, portanto, para esse caso, temos que a velocidade na região C será a maior.

VA < VB < VC

Alternativa: E

 

OUVIDO HUMANO

 

Veja na figura - Os delicados movimentos de estímulo da células ciliares no sistema coclear, responsável pela transmissão dos sons ao nervo auditivo (coloração vermelha), que são lesados na ototoxicidade.

  

CUIDADOS COM A SUA AUDIÇÃO

 

A exposição constante aos sons altos causa diversos efeitos na saúde, entre eles dores de cabeça, estresse, insônia e até depressão. Veja o que evitar e como se prevenir.

O som está presente em todo lugar: nas buzinas dos carros presos no trânsito, nos fones de ouvido do MP3 ou IPod, nos carros com o som alto ligado, na balada e aquela barulheira infernal, nos festivais de bandas. As situações a que estamos expostos a uma barulheira são inúmeras. Tudo pode até passar despercebido por nossos olhos, mas os sons altos podem afetar nossa saúde e causar dores de cabeça, estresse, insônia, gastrite, úlcera e até depressão.

O nível seguro de som para a audição humana é de até 60 decibéis de acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS). Para você ter uma ideia, se você está num show de rock numa distância de 1 a 2 metros da caixa de som, estará exposto a 105-120db, acima do recomendado pela OMS. Ou você ouvindo seu MP3: saiba que o volume nesses aparelhos pode chegar a 100-110 decibéis.

Segundo dados da Sociedade Brasileira de Otologia (SBO), no Brasil cerca de 15 a 20 milhões de pessoas têm zumbido. Destes números, 15% sente algum incômodo e resolve procurar ajuda médica. A principal causa de zumbido é a perda de audição. Cerca de 30 a 35% das perdas ocorrem por causa da exposição a sons intensos. Quanto maior a intensidade, maior a chance de desenvolver a surdez ainda que a exposição seja por um período menor. Mas aí vem a preocupação: essa surdez relacionada à exposição a sons intensos é “cumulativa”, ou seja, uma vez interrompido o fator causador (que é a exposição ao ruído), a perda de audição para, mas não regride.

E essa perda auditiva não escolhe faixa etária, embora uma categoria de pessoas esteja mais vulnerável aos sons intensos: os motoristas de ônibus e as pessoas expostas constantemente aos barulhos da cidade. Quem garante é a fonoaudióloga da Clínica de Especialidades Integrada, Ana Paula Bautzer.

“Uma pesquisa realizada pela Unicamp nos revelou que 80% dos passageiros e condutores de veículos grandes, ônibus e caminhões sofrem com a perda de audição. Os números são alarmantes, sendo necessário agir para preservar o bem estar”, explica Ana que ainda faz um alerta: se você é daquelas que adora ouvir música no alto volume, é preciso tomar cuidado porque também é prejudicial à saúde.

Ao ouvir música com fones de ouvido, uma dica bacana é optar por fones de conchas porque distribuem melhor o som e prejudicam menos a audição. Outro defeito, explica Ana Paula, é que as pessoas abusam das músicas altas para se proteger dos barulhos externos e isso pode causar perda auditiva induzida pelo ruído e isso pode ser progressivo principalmente em jovens porque abusam mais da tecnologia.

10 dicas para proteger sua audição

Os sons altos podem afetar nossa saúde e causar dores de cabeça, estresse, insônia, gastrite, úlcera e até depressão. Para você proteger a audição, veja as dicas da fonoaudióloga da Clínica de Especialidades Integrada, Ana Paula Bautzer.

01 Máximo de 60 decibéis - O volume dos aparelhos de MP3 e celulares com fones de ouvido não podem passar de 60 decibéis, intensidade recomendado pela Organização Mundial de Saúde (OMS).

02 Evite ouvir música alta por período prolongadoEvitar ficar muito tempo em ambientes fechados com música alta. Ouvir música alta durante um bom tempo pode prejudicar a membrana dos tímpanos.

03 Use protetores para os seus ouvidos - Se no seu trabalho você está exposto permanentemente a sons altos, use protetores auditivos sempre que for exposto a sons altos.

04 Fones de concha prejudicam menos a audição - Ao ouvir música com fones de ouvido, prefira aqueles fones de conchas (auriculares). Eles distribuem melhor o som e prejudicam menos a audição.

05 Cuidado com o trânsito e barulho - Se possível, evite circular com as janelas dos carros abertas porque o trânsito e o barulho externo, como os famosos ′buzinaços′ no trânsito intenso, além de causar estresse, podem danificar os ouvidos.

06 Aparelhos eletrônicos nunca no volume máximo - Alguns tocadores de MP3 e outros aparelhos eletrônicos são tão potentes que, no volume máximo, podem chegar a 120db. Assim, podem prejudicar sua audição. Por isso, prefira utilizar sempre no volume médio ao ouvir suas músicas preferidas.

07 Fique atenta aos sintomas da perda de audição -  Os sintomas da perda de audição são quase imperceptíveis. Por isso, fique atenta a quaisquer mudanças na capacidade auditiva e, na suspeita de perda de audição, visite um otorrinolaringologista o quanto antes.

08 Cuidado com a audição em shows e baladas - Evite ficar perto de caixas de som na balada ou em qualquer evento. Se você está num show numa distância de 1 a 2 metros da caixa de som, estará exposta a 105-120 decibéis, acima do recomendado pela OMS que é de 60db.

09 Não ligue os aparelhos de casa ao mesmo tempo - Não dê uma de Amélia e resolva ligar tudo ao mesmo tempo. Nada de ligar o rádio, a TV, máquina de lavar, liquidificador ou outros eletrônicos de uma só vez para tentar diminuir o barulho externo. Isso também pode ser prejudicial aos seus ouvidos.

10 Dê silêncio aos seus ouvidos - Uma dica preciosa é você ficar em silêncio, sempre que possível, após dias agitados para dar um descanso aos seus ouvidos.

Fonte: http://www.revistafeminina.com.br/moda-noticias/item/540-10-cuidados-para-proteger-a-audi%C3%A7%C3%A3o

 

RESOLVIDOS – AUDIÇÃO

01) O órgão relacionado com a nossa audição é a orelha, que é composta por três regiões. Analise as alternativas a seguir e marque aquela que indica corretamente a região onde se encontra o tímpano.

(A) orelha externa.

(B) orelha interna.

(C) orelha intermediária.

(D) orelha média.

Resolução:

O tímpano, estrutura responsável por repassar vibrações ao canal auditivo, está localizado na orelha média.

Alternativa: D

 

02) A orelha externa capta os sons do ambiente e direciona as ondas vibratórias para o tímpano, que vibra e movimenta três ossículos localizados na orelha média, que são:

(A) cóclea, martelo e estribo.

(B) bigorna, machado e estribo.

(C) bigorna, martelo e cóclea.

(D) bigorna, martelo e estribo.

(E) cóclea, machado e bigorna.

Resolução:

Os ossículos da orelha são chamados de bigorna, martelo e estribo.

Alternativa: D

 

03) No interior da cóclea, uma estrutura que lembra uma concha de molusco, são encontradas células sensoriais capazes de perceber o som. O local onde estão localizadas essas células é chamado de:

(A) órgão espiral.

(B) cones.

(C) canais semicirculares.

(D) tímpano.

(E) janela oval.

Resolução:

O órgão espiral ou órgão de Corti é uma região localizada no compartimento mediano da cóclea que se caracteriza pela presença de células fonorreceptoras.

Alternativa: A

 

04) Na orelha são encontrados receptores sensoriais que permitem a captação do som. De acordo com o estímulo captado, esse receptor pode ser classificado como:

(A) quimiorreceptor.

(B) fotorreceptor.

(C) mecanorreceptor.

(D) proprioceptor.

Resolução:

Os receptores relacionados com a captação do som são chamados de mecanorreceptores ou, mais precisamente, fonorreceptores.

Alternativa: C

 

05) A audição é um sentido ligado à percepção dos sons e está relacionada diretamente com o funcionamento adequado da orelha. Sobre esse sentido e o órgão responsável por ele, marque a alternativa incorreta:

(A) A orelha é dividida em orelha externa, média e interna.

(B) A orelha externa capta as ondas sonoras.

(C) O nervo auditivo está localizado na orelha média.

(D) Na orelha média encontra-se a membrana do tímpano.

(E) A cóclea contém células responsáveis por captar sons.

Resolução:

O nervo auditivo, atualmente chamado de nervo vestibulococlear, está localizado na orelha interna.

Alternativa: C

  

06) (UFC-CE) No homem, os canais semicirculares, órgãos responsáveis pela manutenção do equilíbrio, estão localizados:

(A)      No ouvido interno;

(B)      No cerebelo;

(C)       Na medula;

(D)      Nas articulações.

Resolução:

A alternativa correta é a letra a, pois o ouvido interno fica encravado no osso temporal e é um complexo labirinto membranoso conhecido como aparelho vestibular, onde encontramos células sensoriais especializadas na captação de estímulos mecânicos. Os principais componentes do aparelho vestibular são a cóclea, responsável pela audição, o sáculo, o utrículo e os canais semicirculares, responsáveis pelo equilíbrio.

Alternativa: A

 

07) (Unisa-SP) A cóclea é um órgão sensitivo responsável por:

(A)      Audição;

(B)      Visão;

(C)       Tato;

(D)      Gustação;

(E)      Olfato.

Resolução:

A alternativa a é a correta, pois a cóclea é um longo tubo cônico, enrolado como a concha de um caracol, com o interior dividido em três compartimentos cheios de líquido. Ela é encontrada no ouvido interno.

Alternativa: A

 

08) (PUC-RJ) O homem possui diversos receptores sensoriais, através dos quais recebe informações do meio ambiente, enviando-as ao encéfalo, que as processa. Cones e bastonetes, bem como cóclea e células ciliadas, são estruturas ligadas a esse sistema. Indique a opção que, respectivamente, relaciona as estruturas aos sentidos.

(A)      Audição e olfação;

(B)      Visão e audição;

(C)       Olfação e audição;

(D)      Gustação e visão;

(E)      Visão e gustação.

Resolução:

A alternativa b é a correta, pois a retina encontrada em nossos olhos apresenta dois tipos de células fotossensíveis, os cones e os bastonetes. Os bastonetes são fotoceptores extremamente sensíveis à luz, mas incapazes de distinguir as cores; enquanto os cones são menos sensíveis à luz, mas possuem a capacidade de discriminar diferentes comprimentos de onda, permitindo a visão em cores. Já no nosso ouvido interno, responsável pela nossa audição, podemos encontrar a cóclea e também as células ciliadas, responsáveis por transmitir as vibrações, gerando os impulsos nervosos que são conduzidos ao centro da audição.

Alternativa: B

 

09) Assinale a alternativa que completa a frase abaixo:

Os pequenos ossos encontrados na orelha média têm a função de transmitir as vibrações sonoras...

(A)      Do tímpano para o nervo auditivo;

(B)      Da aurícula para o tímpano;

(C)       Do canal auditivo para o nervo auditivo;

(D)      Do tímpano para a janela oval;

(E)      Da orelha média para o tímpano.

Resolução:

A alternativa d está correta, pois a vibração do tímpano é transmitida pelos três pequenos ossos (martelo, bigorna e estribo) para a janela oval. Assim sendo, a frase ficaria da seguinte forma: Os pequenos ossos encontrados na orelha média têm a função de transmitir as vibrações sonoras do tímpano para a janela oval.

Alternativa: D

 

10) Marque a alternativa incorreta:

(A A orelha média se comunica com a garganta e, consequentemente, com o exterior através da tuba auditiva, que antes era chamada de trompa de Eustáquio.

(B) Os canais semicirculares, o utrículo e o sáculo formam o aparelho vestibular, também conhecido como labirinto.

(C) O tímpano ou membrana timpânica é uma membrana encontrada na orelha externa.

(D) A vibração do tímpano é transmitida por três pequenos ossos para o órgão de Corti, também chamado de órgão espiral.

(E)  No utrículo e no sáculo, encontrados no aparelho vestibular, existe uma substância gelatinosa com otólitos, pequenos grãos de carbonato de cálcio.

Resolução:

A vibração do tímpano é transmitida por três pequenos ossos para a janela oval (uma membrana).

Alternativa: D

 

11) Marque a alternativa que contém a sequência correta das estruturas que vibram com a passagem de uma onda sonora.

(A)      Tímpano – estribo – bigorna – martelo – janela oval;

(B)      Tímpano – martelo – bigorna – estribo – janela oval.

(C)       Tímpano – estribo – bigorna – martelo;

(D)      Janela oval – estribo - bigorna – martelo – tímpano;

(E)      Martelo – bigorna – estribo – janela oval;

Resolução:

As ondas sonoras são captadas pela orelha externa, que passa essas vibrações ao tímpano. Do tímpano elas são enviadas ao martelo, bigorna e estribo, respectivamente, que as repassam à janela oval. Dessa forma, a alternativa correta é a letra b.

Alternativa: B

 

RESOLVIDOS – ONDAS SONORAS

01) (UFRN) Informações diagnósticas sobre a estrutura do corpo humano podem ser obtidas pela ultrassonografia. Nessa técnica, um pulso de ultrassom é emitido por um transdutor através do corpo e é medido o intervalo de tempo entre o instante da emissão desse pulso e o da recepção dos pulsos refletidos pelas interfaces dos órgãos internos. A figura ao lado representa um exame de ultrassonografia, no qual o transdutor colocado na altura do pescoço de um paciente, cujo diâmetro da artéria carótida se deseja medir, emite pulsos com velocidade de 150.000 cm/s. Mostram-se, também, os tempos em que os pulsos refletidos pela pele do paciente e pelas paredes anterior e posterior da sua carótida foram detectados. É correto afirmar que o diâmetro da carótida do paciente, na altura do pescoço, mede:

(A) 0,15 cm

((B) 1,5 cm

(C) 0,25 cm

(D) 2,25 cm

Resolução:

Por meio da figura, observamos que o tempo de ida e volta do pulso de ultrassom é de 15 x 10-6 s, para a reflexão na face anterior da carótida, e de 35 x 10– 6 s, para a reflexão na face posterior da carótida. Portanto, o tempo para atravessar a carótida é a diferença entre esses dois valores e corresponde a 20 x 10-6 s. Na ida e volta, o pulso percorre uma distância correspondente ao dobro do diâmetro. Logo, da definição de velocidade média, temos:

v = 2d / Δt

1,5x105 . 20x10-6 = 2d

3 = 2d

d = 1,5 cm

Alternativa: B

 

02) Quando uma bola sonora incide na superfície de um lago, uma parte dela é refletida e a outra é transmitida para a água. Seja fa frequência da onda incidente, fa frequência da onda refletida e fT a frequência da onda transmitida para a água, é correto afirmar que:

(A) fR = fI e fT > fI

(B) fR < fI e fT > fI

(C) fR = fI e f = fI

(D) fR < fI e fT = fI

Resolução:

Quando a onda passa de um meio para outro, a sua frequência permanece constante; portanto, a frequência transmitida e a frequência incidente são iguais. Na reflexão, as ondas também mantêm a sua frequência, logo, as frequências refletida e incidente também são iguais.

Alternativa: C

 

03) A respeito das ondas sonoras, marque a alternativa incorreta.

(A) As ondas sonoras são longitudinais e possuem o cálculo de sua velocidade dependente da densidade do meio em que se propagam.

(B) O efeito Doppler é a mudança da frequência do som produzido por uma fonte em razão do movimento relativo entre fonte sonora e observador.

(C) O cálculo do nível sonoro é fruto de uma equação de base logarítmica e depende da intensidade mínima sentida pelo ouvido humano.

(D) O eco é um fenômeno ondulatório relacionado com a refração das ondas sonoras. A velocidade do som no ar é igual a 340 m/s.

(E) As ondas sonoras podem sofrer reflexão, refração, difração e interferência.

Resolução:

O eco é um fenômeno ondulatório relacionado com a reflexão das ondas sonoras, e não com a refração como indica a alternativa.

Alternativa: D

 

04) De acordo com uma tabela de níveis de intensidade sonora, o nível de intensidade medido para pessoas em conversação normal e a 1 m de distância é de 60 dB. Sabendo que a intensidade mínima percebida pelo ouvido humano é de 10 -12 W/m2, determine a intensidade sonora da voz de uma pessoa em conversação normal em W/m2.

(A) 10 – 2

(B)10 – 5

(C)10 – 7

(D)10 – 1

(E)10 – 6

Resolução:

Da equação do nível de intensidade sonora e utilizando propriedades logarítmicas, temos:

 β = 10 . log ( I ) / I0

60 = 10 . log (I) – log (I0)

6 = log (I) – log (10-12)

6 = log (I) + 12 . log (10)

6 = log (I) + 12

log (I) = - 6

I = 10-6 W/m2

Alternativa: E

 

05) Um técnico mede a intensidade do som gerado por um alto-falante em uma distância de 10 m, e o valor obtido foi de 0,040 W/m2. Determine a potência da fonte sonora, admitindo que ela seja constante e que o som propague-se uniformemente em todas as direções.  Adote π = 3

(A) 38 W

(B) 48W

(C) 58W

(D) 68W

(E) 78W

Resolução:

Como o som propaga-se de forma uniforme em todas as direções, a melhor área de propagação a ser considerada é a de uma esfera. Portanto, sendo a área da esfera 4 πR2, temos que a intensidade sonora é:

I = P / A

 I.A = P

I . 4 πR2 = P

P = 0,040 . 4. 3. 102

P = 48 W

Alternativa: B

 

06) A uma certa distância de uma fonte sonora, que produz um som de propagação uniforme no espaço, a intensidade sonora corresponde a 0,2 W/m2. Sabendo que a potência da fonte é constante e vale 10 W, determine a distância entre a fonte e o ponto de marcação do valor da intensidade.

(A) 1 m

(B) 2 m

(C) 4 m

(D) 5 m

(E) 15 m

Resolução:

Como o som se propaga de forma uniforme em todas as direções, a melhor área de propagação a ser considerada é a de uma esfera. Portanto, sendo a área da esfera 4 πR2, temos que a intensidade sonora é:

I = P / A

I.A = P

I . 4 πR2 = P

A distância entre a fonte e o ponto considerado é o raio da esfera, logo:

R2 = P / 4π.I

R2 = 10 / 4 . 3,14 . 0,2

R2 = 10 / 2,512

R2 = 3,99

R ≈ √4

R ≈ 2 m

Alternativa: B

 

07) (UFT – PR) Sobre as ondas sonoras, considere as seguintes afirmações:

I) As ondas sonoras são ondas transversais;

II) O eco é um fenômeno relacionado com a reflexão da onda sonora;

III) A altura de um som depende da frequência da onda sonora.

Está(ão) correta(s) somente:

(A) I

(B) II

(C) III

(D) I e II

(E) II e III

Resolução:

A afirmação I está errada. As ondas sonoras são longitudinais.

Alternativa: E

 

QUESTÕES RESOLVIDAS

 

Observação: alguns desses exercícios abordam fenômenos que envolvem as ondas sonoras e as ondas luminosas. Portanto, para resolvê-los, você precisa conhecer as características e fenômenos relacionados ao som e a luz.

Exemplo - 1:

(FUVEST) O som de um apito é analisado com o uso de um medidor que, em sua tela, visualiza o padrão apresentado na figura a seguir. O gráfico representa a variação da pressão que a onda sonora exerce sobre o medidor, em função do tempo, em μs (1μs = 1 x 10– 6 s). Analisando a tabela de intervalos de frequências audíveis, por diferentes seres vivos, conclui-se que esse apito pode ser ouvido apenas por:

A) seres humanos e cachorros

B) seres humanos e sapos

C) sapos, gatos e morcegos

D) gatos e morcegos

E) morcego

Resolução:

Repare que o valor de 10μs indicado no gráfico corresponde à metade de uma onda completa. Portanto, o período dessa oscilação (T) (tempo necessário para a formação de uma onda) corresponde a 20μs. Sabendo que a frequência é o inverso do período, temos:

f  = 1  
       T

f  =     1      
         20 x 10 – 6

f  =     1     
        2 x 10 –5

f  =   0,5   
      10 – 5

f  = 0,5 x 10 5

5 x 104     →    50.000 Hz

Esse valor de frequência, de acordo com a tabela, só pode ser percebido por gatos e morcegos.

Alternativa: D

 

Exemplo - 2:

(FUVEST) O resultado do exame de audiometria de uma pessoa mostrado nas figuras abaixo. Os gráficos representam o nível de intensidade sonora mínima I, em decibéis (dB) , audível por suas orelhas direita e esquerda, em função da frequência f do som, em kHz. A comparação desse resultado com o de exames anteriores mostrou que, com o passar dos anos, ela teve perda auditiva. Com base nessas informações, foram feitas as seguintes afirmações sobre a audição dessa pessoa:

I. Ela ouve sons de frequência de 6 kHz e intensidade de 20 dB com a orelha direita, mas não com a esquerda.

II. Um sussurro de 15dB e frequência de 0,25 kHz é ouvido por ambas as orelhas.

III. A diminuição de sua sensibilidade auditiva, com o passar do tempo, pode ser atribuída a degenerações dos ossos martelo, bigorna e estribo, da orelha externa, onde ocorre a conversão do som em impulsos elétricos.

É correto apenas o que se afirma em

Alternativa: b

 

Exemplo - 3:

(UFT – PR) Sobre as ondas sonoras, considere as seguintes afirmações:

I) As ondas sonoras são ondas transversais;

II) O eco é um fenômeno relacionado com a reflexão da onda sonora;

III) A altura de um som depende da frequência da onda sonora.

Está(ão) correta(s) somente:

A) I

B) II

C) III

D) I e II

E) II e III

Resolução:

A afirmação I está errada. As ondas sonoras são longitudinais.

Alternativa: E

 

Exemplo - 4:

De acordo com uma tabela de níveis de intensidade sonora, o nível de intensidade medido para pessoas em conversação normal e a 1 m de distância é de 60 dB.

Sabendo que a intensidade mínima percebida pelo ouvido humano é de 10 -12 W/m2, determine a intensidade sonora da voz de uma pessoa em conversação normal em W/m2.

A) 10– 2

B)10 – 5

C)10 – 7

D)10 – 1

E)10 – 6

Resolução:

Da equação do nível de intensidade sonora e utilizando propriedades logarítmicas, temos:

β = 10 . log ( I )
                   I0

60 = 10 . log (I) – log (I0)

6 = log (I) – log (10-12)

6 = log (I) + 12 . log (10)

6 = log (I) + 12

log (I) = - 6

= 10-6 W/m2

Alternativa:  E

 

Exemplo - 5:

Um técnico mede a intensidade do som gerado por um alto-falante em uma distância de 10 m, e o valor obtido foi de 0,040 W/m2. Determine a potência da fonte sonora, admitindo que ela seja constante e que o som propague-se uniformemente em todas as direções.

Utilize  pi π = 3

 

A) 38 W

B) 48W

C) 58W

D) 68W

E) 78W

Resolução:

Como o som propaga-se de forma uniforme em todas as direções, a melhor área de propagação a ser considerada é a de uma esfera. Portanto, sendo a área da esfera 4 πR2, temos que a intensidade sonora é:

I =  
      A

I.A = P

I.4 = πR2 = P

P = 0,040 . 4. 3. 102

P = 48 W

Alternativa: B

 

Exemplo - 6:

(ENEM) Em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o desligamento de todos os aparelhos cujo funcionamento envolva a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas. O procedimento é utilizado para eliminar fontes de radiação que possam interferir nas comunicações via rádio dos pilotos com a torre de controle. 

A propriedade das ondas emitidas que justifica o procedimento adotado é o fato de 

A) terem fases opostas. 
B) serem ambas audíveis. 
C) terem intensidades inversas. 
D) serem de mesma amplitude. 
E) terem frequências próximas.

Comentário: O fenômeno que pode interferir nas comunicações do piloto com a torre é a interferência, que ocorre de maneira mais intensa quando as ondas possuem frequências próximas.

Alternativa: E

 

Exemplo – 7:

A respeito das ondas sonoras, marque a alternativa incorreta.

A) As ondas sonoras são longitudinais e possuem o cálculo de sua velocidade dependente da densidade do meio em que se propagam.

B) O efeito Doppler é a mudança da frequência do som produzido por uma fonte em razão do movimento relativo entre fonte sonora e observador.

C) O cálculo do nível sonoro é fruto de uma equação de base logarítmica e depende da intensidade mínima sentida pelo ouvido humano.

D) O eco é um fenômeno ondulatório relacionado com a refração das ondas sonoras. A velocidade do som no ar é igual a 340 m/s.

E) As ondas sonoras podem sofrer reflexão, refração, difração e interferência.

Comentário: O eco é um fenômeno ondulatório relacionado com a reflexão das ondas sonoras, e não com a refração como indica a alternativa.

Alternativa: D

 

Exemplo – 8:

(PUCCAMP-SP) Um professor lê o seu jornal sentado no banco de uma praça e, atento às ondas sonoras, analisa três eventos:

I – O alarme de um carro dispara quando o proprietário abre a tampa do porta-malas.

II – Uma ambulância se aproxima da praça com a sirene ligada.

III – Um mau motorista, impaciente, após passar pela praça, afasta-se com a buzina permanentemente ligada.

O professor percebe o efeito Doppler apenas:

A) no evento I, com frequência sonora invariável

B) nos eventos I e II, com diminuição da frequência

C) nos eventos I e III, com aumento da frequência

D) nos eventos II e III, com diminuição da frequência em II e aumento em III

E) nos eventos II e III, com aumento da frequência em II e diminuição em III

Comentário: o efeito Doppler somente ocorre quando a fonte de ondas sonoras está em movimento, o que só acontece nos eventos II e III. Além disso, quando a fonte de ondas sonoras aproxima-se, a frequência aparenta ser maior, e quando se afasta, a frequência aparenta ser menor.  

Alternativa: E

 

Exemplo – 9:

(EFEI-MG) Uma pessoa parada na beira de uma estrada vê um automóvel aproximar-se com velocidade 0,1 da velocidade do som no ar. O automóvel está buzinando, e a sua buzina, por especificação do fabricante, emite um som puro de 990 Hz.

O som ouvido pelo observador terá uma frequência de:

A) 900 Hz

B) 1 100 Hz

C) 1 000 Hz

D) 99 Hz

E) Não é possível calcular por não ter sido dada a velocidade do som no ar.

Resolução:

vf = 0,1 var
f = 990 Hz

Utilizamos a equação:

f0 = f (var + v0)
           (var - vf)

f0 = 990 (var + 0)__
            (var - 0,1var )

f0 = 990 . var
        0,9 var

Simplificando var, temos: f0 = 1.100 Hz

Alternativa: B

 

Exemplo - 10:

Uma pessoa está sentada em uma praça quando se aproxima um carro de polícia com velocidade de 80 km/h. A sirene do carro está ligada e emite um som de frequência de 800 Hz. Sabendo que a velocidade do som no ar é 340 m/s, calcule:

A frequência aparente percebida pelo observador.

Resolução:

vf = 80 km/h = 22,2 m/s
f = 800 Hz
var = 340 m/s
v0 = 0

Utilizamos a equação:

f0 = f (var + v0)
          (var – vf)

Substituindo os dados, temos:

f0 = 800(340 + 0)
          (340- 22,2)


Resposta:  f0 = 855 Hz

O comprimento de onda percebido pelo observador.

Resolução:

Λ =  var
        f0

λ = 340
      855

Resposta:  λ = 0,4 m

 

Exemplo - 11:

Um trem parte de uma estação com o seu apito ligado, que emite um som com frequência de 940 Hz. Enquanto ele afasta-se, uma pessoa parada percebe esse som com uma frequência de 900 Hz. Sendo a velocidade do som no ar igual a 340 m/s, calcule a velocidade do trem ao passar pela estação.

Resolução:

Dados:

f = 940 Hz

var  = 340 m/s

v0  = 0

f0 = 900 Hz

f0 = f (var + v0)
         (var – vf)

 900 = 940 (340 + 0)
                (340 + vf)

900 . (340 + vf) = 319.600

306.000 + 900 vf  = 319.600

900 vf  = 319.600 – 306.000

900 v = 13.600

v = 13.600
         900

Resposta:  vf  = 15,1 m/s

 

Continua...