Sala de Estudos FÍSICA Lucas 3 trimestre Ensino Médio 1º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos: Ondas Sonoras e Acústica

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1 Sala de Estudos FÍSICA Lucas 3 trimestre Ensino Médio 1º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos: Ondas Sonoras e Acústica 1. (Unicamp 2007) O nível sonoro S é medido em decibéis (db) de acordo com a expressão I 12 2 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 85 db. O gráfico a seguir mostra o nível sonoro em função da distância a uma britadeira em funcionamento na obra. 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? 2. (Enem PPL 2013) 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 22 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. 3. (Pucrs 2010) Em relação às ondas sonoras, é correto afirmar: a) O fato de uma pessoa ouvir a conversa de seus vizinhos de apartamento através da parede da sala é um exemplo de reflexão de ondas sonoras. b) A qualidade fisiológica do som que permite distinguir entre um piano e um violino, tocando a mesma nota, é chamada de timbre e está relacionada com a forma da onda.

2 c) Denominam-se infrassom e ultrassom as ondas sonoras cujas frequências estão compreendidas entre a mínima e a máxima percebidas pelo ouvido humano. d) A grandeza física que diferencia o som agudo, emitido por uma flauta, do som grave, emitido por uma tuba, é a amplitude da onda. e) A propriedade das ondas sonoras que permite aos morcegos localizar obstáculos e suas presas é denominada refração. 4. (Pucrj 2013) Uma corda é fixa em uma das extremidades, enquanto a outra é vibrada por um menino. Depois de algum tempo vibrando a corda, o menino observa um padrão de ondas estacionário. Ele verifica que a distância entre dois nós consecutivos deste padrão é de 0,50 m. Determine em metros o comprimento de onda da vibração imposta à corda. a) 0,25 b) 0,50 c) 1,00 d) 1,25 e) 1,50 5. (Enem PPL 2013) Em um violão afinado, quando se toca a corda Lá com seu comprimento efetivo (harmônico fundamental), o som produzido tem frequência de 440 Hz. Se a mesma corda do violão é comprimida na metade do seu comprimento, a frequência do novo harmônico a) se reduz à metade, porque o comprimento de onda dobrou. b) dobra, porque o comprimento de onda foi reduzido à metade. c) quadruplica, porque o comprimento de onda foi reduzido à metade. d) quadruplica, porque o comprimento de onda foi reduzido à quarta parte. e) não se modifica, porque é uma característica independente do comprimento da corda que vibra. 6. (Unesp 2011) Na geração da voz humana, a garganta e a cavidade oral agem como um tubo, com uma extremidade aproximadamente fechada na base da laringe, onde estão as cordas vocais, e uma extremidade aberta na boca. Nessas condições, sons são emitidos com maior intensidade nas frequências e comprimentos de ondas para as quais há um nó (N) na extremidade fechada e um ventre (V) na extremidade aberta, como ilustra a figura. As frequências geradas são chamadas harmônicos ou modos normais de vibração. Em um adulto, este tubo do trato vocal tem aproximadamente 17 cm. A voz normal de um adulto ocorre em frequências situadas aproximadamente entre o primeiro e o terceiro harmônicos. Considerando que a velocidade do som no ar é 340 m/s, os valores aproximados, em hertz, das frequências dos três primeiros harmônicos da voz normal de um adulto são a) 50, 150, 250. b) 100, 300, 500. c) 170, 510, 850. d) 340, 1 020, e) 500, 1 500, (Uftm 2011) Sílvia e Patrícia brincavam com uma corda quando perceberam que, prendendo uma das pontas num pequeno poste e agitando a outra ponta em um mesmo plano, faziam com que a corda oscilasse de forma que alguns de seus pontos permaneciam parados, ou seja, se estabelecia na corda uma onda estacionária.

3 A figura 1 mostra a configuração da corda quando Sílvia está brincando e a figura 2 mostra a configuração da mesma corda quando Patrícia está brincando. Considerando-se iguais, nas duas situações, as velocidades de propagação das ondas na corda, e chamando de f S e f P as frequências com que Sílvia e Patrícia, respectivamente, estão fazendo a corda oscilar, pode-se afirmar corretamente que a relação f S / f P é igual a a) 1,6. b) 1,2. c) 0,8. d) 0,6. e) 0,4. 8. (Pucrs 2008) O eco é o fenômeno que ocorre quando um som emitido e seu reflexo em um anteparo são percebidos por uma pessoa com um intervalo de tempo que permite ao cérebro distingui-los como sons diferentes. Para que se perceba o eco de um som no ar, no qual a velocidade de propagação é de 340 m/s, é necessário que haja uma distância de 17,0 m entre a fonte e o anteparo. Na água, em que a velocidade de propagação do som é de 1.600m/s, essa distância precisa ser de: a) 34,0 m b) 60,0 m c) 80,0 m d) 160,0 m e) 320,0 m 9. (Pucrs 2015) 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. 10. (Enem simulado 2009) Um dos modelos usados na caracterização dos sons ouvidos pelo ser humano baseia-se na hipótese de que ele funciona como um tubo ressonante. Neste caso, os sons externos produzem uma variação de pressão do ar no interior do canal auditivo, fazendo a membrana (tímpano) vibrar. Esse modelo pressupõe que o sistema funciona de forma equivalente à propagação de ondas sonoras em tubos com uma das extremidades fechadas pelo tímpano. As frequências que apresentam ressonância com o canal auditivo têm sua intensidade reforçada, enquanto outras podem ter sua intensidade atenuada.

4 Considere que, no caso de ressonância, ocorra um nó sobre o tímpano e ocorra um ventre da onda na saída do canal auditivo, de comprimento L igual a 3,4 cm. Assumindo que a velocidade do som no ar (v) é igual a 340 m/s, a frequência do primeiro harmônico (frequência fundamental, n = 1) que se formaria no canal, ou seja, a frequência mais baixa que seria reforçada por uma ressonância no canal auditivo, usando este modelo é a) 0,025 khz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4l e equipara o ouvido a um tubo com ambas as extremidades abertas. b) 2,5 khz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4l e equipara o ouvido a um tubo com uma extremidade fechada. c) 10 khz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/l e equipara o ouvido a um tubo com ambas as extremidades fechadas. d) khz, valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/l, aplicável ao ouvido humano. e) khz, valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/l, aplicável ao ouvido e a tubo aberto e fechado. 11. (Fuvest 2014) O Sr. Rubinato, um músico aposentado, gosta de ouvir seus velhos discos sentado em uma poltrona. Está ouvindo um conhecido solo de violino quando sua esposa Matilde afasta a caixa acústica da direita (C d ) de uma distância l, como visto na figura abaixo. Em seguida, Sr. Rubinato reclama: _ Não consigo mais ouvir o Lá do violino, que antes soava bastante forte! Dentre as alternativas abaixo para a distância l, a única compatível com a reclamação do Sr. Rubinato é Note e adote: O mesmo sinal elétrico do amplificador é ligado aos dois alto-falantes, cujos cones se movimentam em fase. A frequência da nota Lá é 440 Hz. A velocidade do som no ar é 330 m/s. A distância entre as orelhas do Sr. Rubinato deve ser ignorada. a) 38 cm b) 44 cm c) 60 cm d) 75 cm e) 150 cm

5 12. (Ufpe 2011) A figura mostra uma montagem onde um oscilador gera uma onda estacionaria que se forma em um fio. A massa de um pedaço de 100 m deste fio e 20 g. Qual a velocidade de propagação das ondas que formam a onda estacionaria, em m/s? 13. (G1 - uftpr 2008) Sobre 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. 14. (Udesc 2011) 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 20 o C 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 15. (Ufpr 2012) Uma cerca elétrica foi instalada em um muro onde existe um buraco de forma cilíndrica e fechado na base, conforme representado na figura. Os fios condutores da cerca elétrica estão fixos em ambas as extremidades e esticados sob uma tensão de 80 N. Cada fio tem comprimento igual a 2,0 m e massa de 0,001 kg. Certo dia, alguém tocou no fio da cerca mais próximo do muro e esse fio ficou oscilando em sua frequência fundamental. Essa situação fez com que a coluna de ar no buraco, por ressonância, vibrasse na mesma frequência do fio condutor. As paredes do buraco têm um revestimento adequado, de modo que ele age como um tubo sonoro fechado na base e aberto no topo. Considerando que a velocidade do som no ar seja de 330 m/s e que o ar no buraco oscile no modo fundamental, assinale a alternativa que apresenta corretamente a profundidade do buraco.

6 a) 0,525 m. b) 0,650 m. c) 0,825 m. d) 1,250 m. e) 1,500 m. 16. (Ufmg 2008) Bruna afina a corda mi de seu violino, para que ela vibre com uma frequência mínima de 680 Hz. A parte vibrante das cordas do violino de Bruna mede 35 cm de comprimento, como mostrado nesta figura: Considerando essas informações, a) CALCULE a velocidade de propagação de uma onda na corda mi desse violino. b) Considere que a corda mi esteja vibrando com uma frequência de 680 Hz. DETERMINE o comprimento de onda, no ar, da onda sonora produzida por essa corda. Velocidade do som no ar = 340 m/s GABARITO: 5 1) (a) 3,4 m (b) I 10 2 W/m. 2) B 3) B 4) C 5) B 6) E 7) D 8) C 9) B 10) B 11) A 12) 80 m/s 13) E 14) C 15) C 16) (a) 476 m/s (b) 50 cm