1. (Ufrgs 2007) Considere as seguintes afirmações a respeito de ondas sonoras.

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1 8º lista-qualidades do som 1. (Ufrgs 007) Considere as seguintes afirmações a respeito de ondas sonoras. I - A onda sonora refletida em uma parede rígida sofre inversão de fase em relação à onda incidente. II - A onda sonora refratada na interface de dois meios sofre mudança de frequência em relação à onda incidente. III - A onda sonora não pode ser polarizada porque é uma onda longitudinal. Quais estão corretas? a) Apenas II. b) Apenas III. c) Apenas I e II. d) Apenas I e III. e) Apenas II e III.. (Ufsm 015) Dois engenheiros chegam à entrada de uma mina de extração de sal que se encontra em grande atividade. Um deles está portando um decibelímetro e verifica que a intensidade sonora é de 115 decibéis. Considerando as qualidades fisiológicas do som, qual é a definição de intensidade sonora? a) Velocidade da onda por unidade de área. b) Frequência da onda por unidade de tempo. c) Potência por unidade de área da frente de onda. d) Amplitude por unidade de área da frente de onda. e) Energia por unidade de tempo. 3. (Pucrs 015) Nossos sentidos percebem de forma distinta características das ondas sonoras, como: frequência, timbre e amplitude. Observações em laboratório, com auxílio de um gerador de áudio, permitem verificar o comportamento dessas características em tela de vídeo e confrontá-las com nossa percepção. Após atenta observação, é correto concluir que as características que determinam a altura do som e a sua intensidade são, respectivamente, a) frequência e timbre. b) frequência e amplitude. c) amplitude e frequência. d) amplitude e timbre. e) timbre e amplitude. 4. (Acafe 015) O ouvido humano é o responsável pelo nosso sentido auditivo. Ele distingue no som três qualidades que são: altura, intensidade e timbre. A altura é a qualidade que permite ao mesmo diferenciar sons graves de sons agudos, dependendo somente da frequência do som. Considerando os conhecimentos sobre ondas sonoras e o exposto acima, assinale a alternativa correta que completa as lacunas das frases a seguir. Podemos afirmar que o som será mais quanto for sua frequência. a) grave - maior b) agudo - menor c) agudo - maior d) intenso - maior 5. (Esc. Naval 015) Analise a figura abaixo.

2 Uma fonte sonora isotrópica emite ondas numa dada potência. Dois detectores fazem a medida da intensidade do som em decibels. O detector A que está a uma distância de,0 m da fonte mede 10,0 db e o detector B mede 5,0 db, conforme indica a figura acima. A distância, em metros, entre os detectores A e B, aproximadamente, vale a) 0,5 b) 0,50 c) 1,0 d) 1,5 e),0 6. (G1 - utfpr 015) Sobre ondas sonoras, considere as seguintes informações: I. Decibel (db) é a unidade usada para medir a característica do som que é a sua altura. II. A frequência da onda ultrassônica é mais elevada do que a da onda sonora. III. Eco e reverberação são fenômenos relacionados à reflexão da onda sonora. Está correto apenas o que se afirma em: a) I. b) II. c) III. d) I e III. e) II e III. 7. (Enem PPL 014) O sonar é um equipamento eletrônico que permite a localização de objetos e a medida de distâncias no fundo do mar, pela emissão de sinais sônicos e ultrassônicos e a recepção dos respectivos ecos. O fenômeno do eco corresponde à reflexão de uma onda sonora por um objeto, a qual volta ao receptor pouco tempo depois de o som ser emitido. No caso do ser humano, o ouvido é capaz de distinguir sons separados por, no mínimo, 0,1 segundo. Considerando uma condição em que a velocidade do som no ar é 340m s, qual é a distância mínima a que uma pessoa deve estar de um anteparo refletor para que se possa distinguir o eco do som emitido? a) 17m b) 34m c) 68m d) 1700m e) 3400m

3 8. (Ufsc 014) A audição e a fala são extremamente importantes para os seres humanos. Graças a elas podemos detectar, emitir e interpretar ondas sonoras com diferentes propriedades físicas. Por exemplo, devido à audição podemos escutar sons com intensidade a partir de 10-1 W/m, enquanto a fala nos permite, em um tom de conversa normal, emitir potência sonora de 10-5 W. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) Os seres humanos podem ouvir sons de qualquer frequência. 0) A população de Florianópolis é de habitantes. Todos os habitantes conversando ao mesmo tempo, em tom normal, emitem potência 5 vezes menor que uma lâmpada de 100 W. 04) Os seres humanos podem emitir sons em todas as frequências de 0 Hz a Hz. 08) As ondas sonoras são ondas mecânicas transversais. 16) A unidade Bel (B) exprime a altura de um som. 3) Um som emitido por você na sala (ambiente) em que se encontra terá a mesma intensidade a qualquer distância. 64) Sons com intensidade a partir de 1,0 W/m produzem sensação de dor no ouvido humano. 9. (Ucs 014) Um importante componente para um filme é sua trilha sonora. Alguns sons, inclusive, já estão associados a certas emoções que se desejam passar ao espectador em uma cena. Por exemplo, em filmes de terror e mistério, é comum o som de fundo da cena ser mais grave (embora haja exceções). Imagine-se uma pessoa cuja percepção sonora a permite distinguir os sons graves e agudos emitidos por um instrumento musical. Se ela receber do mesmo aparelho de som em sequência, e sem que ocorra nenhuma mudança no meio de propagação da onda, primeiro uma onda sonora que ela classifica como de som grave, e depois uma onda sonora que ela classifica como de som agudo, significa que ela recebeu, respectivamente, a) duas ondas mecânicas, sendo a primeira com frequência menor do que a segunda. b) uma onda eletromagnética de pequeno comprimento de onda e uma onda mecânica de grande comprimento de onda. c) duas ondas eletromagnéticas com iguais frequências e diferentes comprimentos de onda. d) duas ondas mecânicas com iguais comprimentos de onda e diferentes frequências. e) duas ondas mecânicas com iguais frequências, iguais comprimentos de onda, mas diferentes amplitudes. 10. (Enem PPL 013) Visando reduzir a poluição sonora de uma cidade, a Câmara de Vereadores aprovou uma lei que impõe o limite máximo de 40 db (decibéis) para o nível sonoro permitido após as horas. Ao aprovar a referida lei, os vereadores estão limitando qual característica da onda? a) A altura da onda sonora. b) A amplitude da onda sonora. c) A frequência da onda sonora. d) A velocidade da onda sonora. e) O timbre da onda sonora. 11. (G1 - ifsp 011) O eco é um fenômeno que consiste em se escutar um som após a reflexão da onda sonora emitida. Suponha que você e seu amigo encontrem-se separados 60 metros entre si, e ambos a 40 metros de um obstáculo A, perpendicular ao solo, que pode refletir ondas sonoras. Se seu amigo emitir um som, você perceberá que o intervalo de tempo entre o som refletido e o som direto será aproximadamente, em segundos, de Dado: velocidade do som no ar V = 340 m/s

4 a) 0,1. b) 0,0. c) 0,50. d) 0,80. e) 1, (Uece 010) Os termos a seguir estão relacionados às ondas sonoras. I - Volume se refere à intensidade da sensação auditiva produzida por um som e depende da intensidade e da frequência da onda. II - Altura se refere a uma qualidade da onda que depende somente da sua frequência: quanto menor a frequência maior a altura. III - Batimento se refere às flutuações na intensidade do som quando há interferência de duas ondas sonoras de mesma frequência. IV - Timbre é uma característica que depende da frequência e da intensidade dos tons harmônicos que se superpõem para formar a onda sonora. Está correto o que se afirma em a) I e II, apenas. b) II e III, apenas. c) III e IV, apenas. d) I e IV, apenas. 13. (Ufpe 010) Quando uma pessoa se encontra a 0,5 m de uma fonte sonora puntiforme, o nível de intensidade do som emitido é igual a 90 db. A quantos metros da fonte ela deve permanecer de modo que o som tenha a intensidade reduzida ao nível mais suportável de 70 db? O nível de intensidade sonora, medido em decibéis (db), é calculado através da relação: N = 10 log (I/I 0 ), onde I 0 é uma unidade padrão de intensidade. 14. (Ufc 009) Duas fontes puntiformes, separadas por uma distância l, emitem ondas esféricas em um meio homogêneo isotrópico, com potências P 1 e P. Suponha que o meio não absorva energia. Em um ponto Q, situado entre as duas fontes sobre a linha que as une, as intensidades das duas ondas são iguais. Assinale a alternativa que contém a distância do ponto Q à fonte de potência P 1, em função de l, se P 1 = 4P. a) 4l. b) l/5. c) l/3. d) l/3. e) 3l/ (Ufg 008) Os morcegos são mamíferos voadores que dispõem de um mecanismo denominado bio-sonar ou ecolocalizador que permite ações de captura de insetos ou o desvio de obstáculos. Para isso, ele emite um ultrassom a uma distância de 5 m do objeto com uma frequência de 100 khz e comprimento de onda de 3, m. Dessa forma, o tempo de

5 persistência acústica (permanência da sensação auditiva) desses mamíferos voadores é, aproximadamente, a) 0,01 s. b) 0,0 s. c) 0,03 s. d) 0,10 s. e) 0,30 s. 16. (Uepg 008) A respeito dos fenômenos que ocorrem na propagação de ondas sonoras, assinale o que for correto. 01) Eco e reverberação são fenômenos ocasionados pela reflexão de ondas sonoras. 0) Difração é um fenômeno que permite que uma onda sonora contorne um obstáculo. 04) Em auditórios acusticamente mal planejados, ocorre refração, também chamada de continuidade sonora. 08) Intensidade sonora é a taxa média de transferência de energia. 16) A superposição de ondas sonoras ocasiona interferência. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Consulte os dados a seguir, para resolver as questões, quando for necessário. - aceleração da gravidade: g = 10 m/s. - densidade da água: 1,0 g/cm 3. - densidade da madeira: 0,80 g/cm (G1 - cftmg 008) Em uma orquestra, uma flauta e um violino emitem sons de mesma altura e de mesma amplitude. Uma pessoa sentada à mesma distância desses instrumentos perceberá sons de: a) frequências e timbres iguais. b) frequências e intensidades iguais. c) mesmo timbre e intensidades diferentes. d) mesma frequência e intensidades diferentes. 18. (Unicamp 007) O nível sonoro S é medido em decibéis (db) de acordo com a expressão I 1 S (10dB)log, onde I é a intensidade da onda sonora e I0 10 W/ m é a intensidade de I0 referência padrão correspondente ao limiar da audição do ouvido humano. Numa certa construção, o uso de proteção auditiva é indicado para trabalhadores expostos durante um dia de trabalho a um nível igual ou superior a 85dB. O gráfico a seguir mostra o nível sonoro em função da distância a uma britadeira em funcionamento na obra.

6 a) A que distância mínima da britadeira os trabalhadores podem permanecer sem proteção auditiva? b) A frequência predominante do som emitido pela britadeira é de 100 Hz. Sabendo-se que a velocidade do som no ar é de 340 m / s, qual é o comprimento de onda para essa frequência? c) Qual é a intensidade da onda sonora emitida pela britadeira a uma distância de 50 m? 19. (Fuvest 016) O nível de intensidade sonora, em decibéis (db), é definido pela W m e expressão 10 log 10(I I 0), na qual I é a intensidade do som em um valor de referência. Os valores de nível de intensidade sonora 0 1 I0 10 W m é e 10 db correspondem, respectivamente, aos limiares de audição e de dor para o ser humano. Como exposições prolongadas a níveis de intensidade sonora elevados podem acarretar danos auditivos, há uma norma regulamentadora (NR-15) do Ministério do Trabalho e Emprego do Brasil, que estabelece o tempo máximo de 8 horas para exposição ininterrupta a sons de 85 db e especifica que, a cada acréscimo de 5 db no nível da intensidade sonora, deve-se dividir por dois o tempo máximo de exposição. A partir dessas informações, determine a) a intensidade sonora I d correspondente ao limiar de dor para o ser humano; b) o valor máximo do nível de intensidade sonora em db, a que um trabalhador pode permanecer exposto por 4 horas seguidas; c) os valores da intensidade I e da potência P do som no tímpano de um trabalhador quando o nível de intensidade sonora é 100 db. Note e adote: π 3 Diâmetro do tímpano 1cm

7 Gabarito: Resposta da questão 1: [D] I- Correto- Superfície fixa a reflexão ocorre com inversão de fase. II- Incorreto- Na refração a frequência não é alterada. III-Correto- Polarização somente ocorre com ondas transversais. Resposta da questão : [C] De acordo com o enunciado, a onda envolvida é sonora, que é uma onda tridimensional. A intensidade (I) de ondas tridimensionais é medida pela razão entre a potência (P) emitida pela fonte e a área (A) abrangida. P I W/m. A Resposta da questão 3: [B] A altura de um som é caracterizada pela frequência da onda sonora, diferenciando um som grave de um som agudo. A intensidade de um som é caracterizada pela amplitude da onda sonora, diferenciando um som fraco de um som forte. Resposta da questão 4: [C] A resposta é direta: Quanto maior a frequência de um som, mais agudo este será. O contrário também é verdade: quanto menor for a frequência, mais grave será o som. Resposta da questão 5: [D] Da definição de nível de intensidade sonora (N) : I N I N 10 I N 10 log log 10. I 0 10 I 0 I0 N A I A 10 I A I A I 0 I 0 I 0 I B 1 I A 10 I N B B IB 5 IB IB 1 I A I0 I0 I 0 P P d 4 B 10 da 1,78 3,56m. 4π d B 10 4 π d A dab d B d A 3,56 d A B 1,5m. Resposta da questão 6: [E] [I] Incorreto. Decibel (db) é a unidade usada para medir a característica do som que é o nível de intensidade sonora. A altura é medida pela frequência.

8 [II] Correto. [III] Correto. Resposta da questão 7: [A] Entre a emissão e a recepção do eco, a onda sonora percorre a distância d. vδt 340 0,1 d v Δt d d d 17 m. Resposta da questão 8: = 66. [01] Incorreta. Seres humanos com audição normal, podem ouvir frequência que variam de 0 Hz a 0 khz. [0] Correta. Calculando a potência emitida pela população de Florianópolis: P W. 5 [04] Incorreta, conforme a proposição [01]. [08] Incorreta. As ondas sonoras são ondas mecânicas longitudinais. [16] Incorreta. A unidade Bel (B) exprime o nível de intensidade de um som. [3] Incorreta. O som emitido por mim tem a mesma intensidade, mas a intensidade do som percebido depende da distância. [64] Correta. Essa intensidade representa o limiar da dor para o ouvido humano. Resposta da questão 9: [A] O som é uma onda mecânica, sendo o som de menor frequência o mais grave e o de maior frequência o mais agudo. Resposta da questão 10: [B] O nível de intensidade sonora está relacionado à amplitude de uma onda. Comentário: De acordo com as normas do Sistema Internacional de Unidades, o plural das unidades e feito apenas com acréscimo de s no final, ficando sem flexão, caso a palavra já termine em s. Assim o termo correto é decibels, embora os dicionários brasileiros já aceitem o termo decibéis. Resposta da questão 11: [A] A figura a seguir ilustra os dois percursos realizados pelo som.

9 Para o som direto a distância percorrida é distância entre você e o seu amigo: D dir = 60 m. Para o som refletido temos: d d 50 m. 1 1 Como o ângulo de incidência é igual ao de reflexão: d 1 = d = 50 m. A distância percorrida é, então, D reflet = d 1 + d = 100 m. A diferença de percurso é: D = = 40 m. O intervalo de tempo entre as recepções dos dois sons é: D 40 t t 0,1 s. V 340 Resposta da questão 1: [D] Justificando as incorretas: II Incorreta. Quanto menor a frequência, menor a altura. III Incorreta. Batimento se refere às flutuações na intensidade do som quando há interferência de duas ondas sonoras de frequência muito próximas. Resposta da questão 13: 05m. Comentário: embora a gramática admita para o plural de decibel os termos decibels ou decibéis, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades, ao se fazer o plural de uma grandeza proveniente de nome próprio (Alexander Graham Bell) deve-se apenas acrescentar o s. Na Física, fica mais elegante escrevermos, portanto, decibels. Resolução: Dados: N 1 = 90 db; N = 70 db; R 1= 0,5 m. Aplicando a definição de nível sonoro aos dois casos: l1 I1 I1 9 9 N1 10log 90 10log 10 I1 10 I 0 7 I I I I 10 l 9 I I 7 7 I1 10 N 10log 70 10log 10 I 10 I 0 I0 I0 I A intensidade da onda é dada pela razão entre a potência de fonte e a área abrangida. Para uma fonte puntiforme emitindo em todas as direções, temos:

10 I R I R1 10 I1 0,5 0, R 10 0,5 P I1 I 1 R I1 R R R1 P R 5 m. Resposta da questão 14: [C] Resolução A intensidade I de uma fonte de ondas é I = P/d onde P é a potência da fonte e d é a distância até o ponto considerado. É condição do problema que I 1 = I (P/d ) 1 = (P/d ) Admitindo que o ponto Q (que está entre as fontes) esteja numa distância x da fonte 1 e l - x da fonte. P 1 /x = P / ( l - x) Sabemos ainda que P 1 = 4.P então: 4.P /x = P /( l - x) 4/x = 1/( l - x) 4.( l - x) = x 4.( l.l.x + x ) = x 4 l 8.l.x + 4x = x 4 l 8.l.x + 4x - x = 0 3x 8.l.x + 4l = 0 Resolvida a equação quadrática encontramos duas soluções para ela: x = l que não satisfaz o problema (pois Q está entre as fontes) e x = l/3 Resposta da questão 15: [C] A velocidade do ultrassom é: v = λ.f = 3, = 350 m/s Para um objeto afastado de 5 m o ultrassom precisa viajar, para ir e voltar, 10 m. v = S/ t 350 = 10/ t t = 10/350 = 0,03 s

11 Resposta da questão 16: =7 Resposta da questão 17: [B] O atributo altura se utilizado para ondas sonoras refere-se à frequência desta onda. Assim os instrumentos emitem sons de mesma frequência. Como são instrumentos diferentes as formas das ondas emitidas são diferentes, ou seja, o timbre (a voz) de cada instrumento é diferente. A amplitude está diretamente associada à intensidade do som e desta forma são iguais para os diferentes instrumentos. Resposta da questão 18: Comentários: 1º) De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, o plural de unidades é feito acrescentando apenas o s no final. Se já terminar em s, não há flexão. Assim, o plural de decibel é decibels e não decibéis. º) Ficaria melhor a questão se o enunciado perguntasse a partir de que distância os trabalhadores podem permanecer sem proteção. a) Observe o gráfico. No gráfico está mostrado o nível sonoro suportável (85 db) e este nível é atingido a 10 m da britadeira. Como para 85 db os trabalhadores ainda devem usar protetores auriculares, a menor distância é imediatamente maior que 10 m. b) V f ,4 m. c) I I I I S 10 log log log 7 10 I I I 10 W/m.

12 Resposta da questão 19: Nota: de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), quando uma unidade provém de nome próprio, o plural se faz acrescentando apenas "s". Assim, o correto é decibels. I 1 a) Dados: β 10 log 10 ; β 10dB; I0 10 W/m. I0 Substituindo valores e aplicando a definição de logaritmo: I 1 I log I I 1 W/m. b) Recomenda-se que a exposição ininterrupta a um nível de intensidade sonora de β 85dB não dure mais que 8 horas. O texto mostra que a norma regulamentadora especifica que com um acréscimo de 5dB, o tempo de exposição deve ser reduzido pela metade. Para que o tempo de exposição seja de 4 horas, o máximo nível de intensidade sonora deve ser, então, β 90dB. c) Dados: π 3; D 1 cm 10 m; β 100dB. Aplicando novamente a definição: I 10 I log I I 10 W/m Da definição de intensidade sonora: 7 P πd I P IA I 10 P 0,75 10 W A 4 4 P 7,5 10 W.