Acústica
Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Acústica com questões de Vestibulares.
Você pode conferir as videoaulas, conteúdo de teoria, e mais questões sobre o tema aqui.
01. (Mackenzie) O gráfico a seguir representa uma onda sonora que se propaga com uma velocidade de 340 m/s.
Sabendo que o ser humano, em média, consegue ouvir sons de frequência em um espectro de 20 Hz até 20000 Hz, esta onda sonora
- não pode ser ouvida pelo ser humano, pois apresenta frequência igual a 34000 Hz.
- não pode ser ouvida pelo ser humano, pois apresenta frequência igual a 22000 Hz.
- pode ser ouvida pelo ser humano, pois apresenta frequência de aproximadamente 11300 Hz.
- pode ser ouvida pelo ser humano, pois apresenta frequência de aproximadamente 113 Hz.
- pode ser ouvida pelo ser humano, pois apresenta frequência igual a 340 Hz.
Resposta: C
Resolução: A resposta correta é a (C), pode ser ouvida pelo ser humano, pois apresenta frequência de aproximadamente 11300 Hz.
A frequência de uma onda sonora é dada pela relação entre o comprimento de onda e a velocidade de propagação da onda. No gráfico, o comprimento de onda é dado pela distância entre duas cristas da onda, que é igual a 2,5 cm.
λ = 2,5 cm = 2,5 × 10⁻² m
A frequência da onda é então dada por:
f = v/λ
f = 340 m/s / 2,5 × 10⁻² m
f ≈ 11300 Hz
Portanto, a frequência da onda sonora é de aproximadamente 11300 Hz, que está dentro do espectro de frequências que o ser humano pode ouvir.
As demais alternativas são incorretas:
A alternativa (A) é incorreta porque a frequência da onda sonora é de aproximadamente 11300 Hz, que está dentro do espectro de frequências que o ser humano pode ouvir.
A alternativa (B) é incorreta porque a frequência da onda sonora é de aproximadamente 11300 Hz, que está dentro do espectro de frequências que o ser humano pode ouvir.
A alternativa (D) é incorreta porque a frequência da onda sonora é de aproximadamente 113 Hz, que está fora do espectro de frequências que o ser humano pode ouvir.
A alternativa (E) é incorreta porque a frequência da onda sonora é de aproximadamente 340 Hz, que está fora do espectro de frequências que o ser humano pode ouvir.
02. (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
- é o timbre, apenas.
- é a altura, apenas.
- são a intensidade e o timbre, apenas.
- são a altura e a intensidade, apenas.
- são a altura, a intensidade e o timbre.
Resposta: E
Resolução:
03. (UFU) O morcego é um animal que possui um sistema de orientação por meio da emissão de ondas sonoras.
Quando esse animal emite um som e recebe o eco 0,3 segundos após, significa que o obstáculo está a que distância dele? (Considere a velocidade do som no ar de 340m/s).
- 102m.
- 51m.
- 340m.
- 1.133m.
Resposta: B
Resolução:
04. (FEI) O aparelho auditivo humano distingue no som 3 qualidades, que são: altura, intensidade e timbre. A altura é a qualidade que permite a esta estrutura diferenciar sons graves de sons agudos, dependendo apenas da freqüência do som. Assim sendo, podemos afirmar que:
- o som será mais grave quanto menor for sua frequência.
- o som será mais grave quanto maior for sua frequência.
- o som será mais agudo quanto menor for sua frequência.
- o som será mais alto quanto maior for sua intensidade.
Resposta: A
Resolução:
A resposta correta é a (A), o som será mais grave quanto menor for sua frequência.
A altura de um som é determinada pela sua frequência. Sons de alta frequência são percebidos como agudos, enquanto sons de baixa frequência são percebidos como graves. Portanto, um som será mais grave quanto menor for sua frequência.
As demais alternativas são incorretas:
A alternativa (B) é incorreta porque a frequência de um som determina a sua altura, não a sua gravidade.
A alternativa (C) é incorreta porque a frequência de um som determina a sua altura, não a sua agudeza.
A alternativa (D) é incorreta porque a intensidade de um som é determinada pela amplitude da onda sonora, não pela sua frequência.
Resolução:
A altura de um som é determinada pela sua frequência. Sons de alta frequência são percebidos como agudos, enquanto sons de baixa frequência são percebidos como graves. Portanto, um som será mais grave quanto menor for sua frequência.
05. (EEAR) Sabendo-se que o limiar da audição humana é de 10-12 W/m2, mediu-se, ao lado de um motor em funcionamento, a intensidade do som gerado como sendo de 10-3 W/m2.
Portanto, o nível sonoro medido é de _______ dB.
- 9
- 15
- 36
- 90
Resposta: D
Resolução:
A resposta correta é a (D), 90 dB.
O nível sonoro é definido como o logaritmo decimal da razão entre a intensidade do som medido e a intensidade do limiar da audição humana.
L = 10 log(I/I0)
Onde:
L é o nível sonoro em decibéis (dB)
I é a intensidade do som medido em W/m²
I0 é a intensidade do limiar da audição humana em W/m²
Substituindo os valores dados no enunciado, obtemos:
L = 10 log(10⁻³/10⁻¹²)
L = 10 log(10⁹)
L = 90 dB
Portanto, o nível sonoro medido é de 90 dB.
Resolução:
O nível sonoro é definido como o logaritmo decimal da razão entre a intensidade do som medido e a intensidade do limiar da audição humana. Substituindo os valores dados no enunciado, obtemos 90 dB.
06. (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:
DADO: Quando necessário, adote o valor de 340 m/s para a velocidade do som no ar.
- Somente as afirmativas I, II, III e IV estão corretas.
- Somente as afirmativas II, III e V estão corretas.
- Somente as afirmativas I, III, IV e V estão corretas.
- Somente as afirmativas II, III, IV e V estão corretas.
- Somente as afirmativas I, II, IV e V estão corretas.
Resposta: A
Resolução:
A resposta correta é a (A), somente as afirmativas I, II, III e IV estão corretas.
As afirmativas I, II e III estão corretas porque:
O som é uma onda mecânica progressiva longitudinal, pois se propaga por meio da vibração de um meio material. A frequência do som está compreendida, aproximadamente, entre 20 Hz e 20 kHz, pois o ouvido humano é capaz de ouvir sons nessa faixa de frequências. A altura de um som é caracterizada pela frequência da onda sonora, pois um som de pequena frequência é grave (baixo) e um som de grande frequência é agudo (alto).
A afirmativa IV está correta porque uma onda sonora com comprimento de onda de 10 mm é classificada como ultrassom, pois o ultrassom é uma onda sonora com frequência acima da faixa audível pelo ouvido humano, que é de 20 kHz.
A afirmativa V está incorreta porque a intensidade do som é tanto maior quanto maior for a amplitude da onda sonora.
Portanto, a resposta correta é a (A).
Resolução:
As afirmativas I, II e III estão corretas porque:
O som é uma onda mecânica progressiva longitudinal, pois se propaga por meio da vibração de um meio material. A frequência do som está compreendida, aproximadamente, entre 20 Hz e 20 kHz, pois o ouvido humano é capaz de ouvir sons nessa faixa de frequências. A altura de um som é caracterizada pela frequência da onda sonora, pois um som de pequena frequência é grave (baixo) e um som de grande frequência é agudo (alto).
A afirmativa IV está correta porque uma onda sonora com comprimento de onda de 10 mm é classificada como ultrassom, pois o ultrassom é uma onda sonora com frequência acima da faixa audível pelo ouvido humano, que é de 20 kHz.
A afirmativa V está incorreta porque a intensidade do som é tanto maior quanto maior for a amplitude da onda sonora.
07. (Eear) Analisando a figura do gráfico que representa três ondas sonoras produzidas pela mesma fonte, assinale a alternativa correta para os três casos representados.
- As frequências e as intensidades são iguais.
- As frequências e as intensidades são diferentes.
- As frequências são iguais, mas as intensidades são diferentes.
- As frequências são diferentes, mas as intensidades são iguais.
Resposta: C
Resolução:
08. (UFU-MG) Observando-se o espectro da luz emitida por galáxias distantes, observou-se uma variação de cores. A freqüência das cores recebidas está diminuindo, aproximando-se da freqüência da luz vermelha, o que indica um afastamento da fonte emissora das radiações. Assim, os cientistas concluíram que as galáxias estão se afastando de nós com grande velocidade. Os cientistas chegaram a essa conclusão, baseando-se:
- no efeito Doppler
- na lei de Coulomb
- no efeito fotoelétrico
- no princípio de Huygens
- na hipótese de Broglie
Resposta: A
Resolução:
O efeito Doppler é um fenômeno que ocorre quando a fonte de uma onda se aproxima ou se afasta do observador. Quando a fonte se aproxima do observador, a frequência da onda é percebida como maior. Quando a fonte se afasta do observador, a frequência da onda é percebida como menor.
No caso do espectro da luz emitida por galáxias distantes, a frequência da luz vermelha é percebida como maior do que a frequência da luz emitida por galáxias próximas. Isso ocorre porque as galáxias distantes estão se afastando de nós com grande velocidade.
Portanto, os cientistas chegaram à conclusão de que as galáxias estão se afastando de nós com grande velocidade, baseando-se no efeito Doppler.
As demais alternativas são incorretas:
A alternativa (B), lei de Coulomb, é uma lei da eletrostática que descreve a força de atração ou repulsão entre duas cargas elétricas.
A alternativa (C), efeito fotoelétrico, é um fenômeno que ocorre quando a incidência de luz em uma superfície metálica libera elétrons.
A alternativa (D), princípio de Huygens, é um princípio da óptica que descreve a propagação das ondas.
A alternativa (E), hipótese de Broglie, é uma hipótese que afirma que toda partícula material tem uma onda associada.
09. (PUC-RS) 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-Ios 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:
- 34 m
- 60 m
- 80 m
- 160 m
- 320 m
Resposta: C
Resolução:
10. (UFU) Para evitar a poluição sonora, devemos limitar, nos sons:
- a intensidade
- a altura
- o timbre.
- os batimentos.
- o comprimento das ondas.
Resposta: A
Resolução:
A resposta correta é a (A), a intensidade.
A poluição sonora é causada pela exposição a sons de alta intensidade, que podem causar danos à saúde, como perda auditiva, estresse e problemas de sono.
Portanto, para evitar a poluição sonora, devemos limitar a intensidade dos sons.
As demais alternativas são incorretas:
A alternativa (B), a altura, é a qualidade do som que permite diferenciar sons graves de sons agudos. Não é um fator que contribui para a poluição sonora.
A alternativa (C), o timbre, é a qualidade do som que permite distinguir sons de instrumentos musicais diferentes. Não é um fator que contribui para a poluição sonora.
A alternativa (D), os batimentos, são fenômenos acústicos que ocorrem quando duas ondas sonoras de frequências próximas se propagam no mesmo meio. Não são um fator que contribui para a poluição sonora.
A alternativa (E), o comprimento das ondas, é uma característica física das ondas sonoras. Não é um fator que contribui para a poluição sonora.
Resolução:
A poluição sonora é causada pela exposição a sons de alta intensidade, que podem causar danos à saúde. Portanto, para evitar a poluição sonora, devemos limitar a intensidade dos sons.