Exercício sobre acústica (com gabarito explicado)

A característica que permite distinguir um violino de um piano tocando a mesma nota musical com a mesma intensidade é o timbre.

Explicação:

Altura: Relacionada à frequência do som, ou seja, à nota musical. Como ambos os instrumentos estão tocando a mesma nota, a altura é igual.

Intensidade: Corresponde ao volume do som. Como ambos estão tocando com a mesma intensidade, essa característica também é igual.

Timbre: É a qualidade que permite distinguir dois sons de mesma altura e intensidade, mas produzidos por fontes diferentes. O timbre é determinado pelos harmônicos presentes no som, ou seja, pelas frequências adicionais que acompanham a frequência fundamental. Cada instrumento musical possui um conjunto característico de harmônicos, o que confere a cada um um timbre único.

Resposta:

A resposta correta é a b) Timbre.

Para encontrar a velocidade do som na temperatura de 30°C, basta substituir o valor de T na equação fornecida:

v(30) = 331 + 0,6 . 30

v(30) = 331 + 18

v(30) = 349 m/s

Resposta:

A velocidade aproximada do som em um dia com 30°C é de 349 m/s. Portanto, a alternativa correta é a b) 349 m/s.

A relação entre a velocidade do som (v), a frequência (f), e o comprimento de onda (λ) é dada pela fórmula:

v = f ⋅ λ

Reorganizando para encontrar o comprimento de onda:

Substituindo os valores:

Dados:

• Velocidade da fonte (ambulância): vs = 30 m/s
• Frequência da fonte (sirene): f = 800 Hz
• Velocidade do som no ar: v = 340 m/s

Este é um clássico problema de efeito Doppler. Como a fonte sonora (ambulância) se aproxima do observador, a frequência aparente percebida pelo observador será maior do que a frequência emitida pela fonte.

Fórmula do efeito Doppler para a fonte se aproximando do observador:

Onde:

• fʼ: frequência aparente;
• f: frequência da fonte (800 Hz);
• v: velocidade do som no ar (340 m/s);
• vf: velocidade da fonte (30 m/s);
• vo: velocidade do observador (0 m/s).

Substituindo os valores na fórmula:

Resposta:

A frequência aparente do som percebida pelo observador é maior que 800 Hz.

Alternativa correta: c) Maior que 800 Hz.

A resposta correta é a c) Vibrações emitidas pela fala de um dos interlocutores propagam-se pelo barbante e chegam ao segundo copo.

Vamos entender por quê:

O som precisa de um meio material para se propagar. O som é uma onda mecânica, ou seja, precisa de um meio material (como o ar, a água ou um sólido) para se propagar. No vácuo, o som não se propaga.

O barbante atua como esse meio material. Quando falamos em um dos copos, as vibrações da nossa voz fazem com que o fundo do copo vibre. Essas vibrações se transmitem para o barbante, que por sua vez vibra e transmite essas vibrações para o outro copo.

As vibrações chegam ao outro copo e são percebidas como som. Ao chegar ao outro copo, as vibrações fazem com que o fundo desse copo também vibre, produzindo novamente ondas sonoras que se propagam pelo ar dentro do copo e chegam aos nossos ouvidos, permitindo que ouçamos a mensagem.

A sensibilidade e a intensidade do som necessária para sua detecção são inversas, ou seja, uma pessoa com alta sensibilidade auditiva necessita de baixa intensidade para sua detecção.

No gráfico, as regiões mais baixas das curvas estão entre 2000 a 4000 Hz. Regiões mais baixas significam níveis de intensidade menores.