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22/10/2018

Física 2: Som e Audição (Módulo 7)

EXERCÍCIOS
1. O batimento ocorre quando duas ondas periódicas de frequências ligeiramente diferentes e amplitudes também diferentes são sobrepostas, resultando em uma onda com variadas amplitudes dependentes da soma das amplitudes de cada onda.
A resposta correta é 'Falso'.

2. Com relação aos fenômenos ondulatórios, o efeito Doppler são produzidos pela superposição de duas ondas harmônicas quando suas frequências são ligeiramente diferentes.
A resposta correta é 'Falso'.

3. Com relação aos fenômenos ondulatórios, os batimentos são produzidos pela superposição de duas ondas harmônicas quando suas frequências são ligeiramente diferentes.
A resposta correta é 'Verdadeiro'.

4. Um indivíduo percebe que o som da buzina de um carro muda de tom à medida em que o veículo se aproxima ou se afasta dele. Na aproximação, a sensação é de que o som é mais agudo, já no afastamento, mais grave. Esse fenômeno é conhecido como efeito Doppler. Considerando a situação descrita, julgue os itens que seguem:
a) Quando o automóvel se afasta, o número de cristas de onda por segundo que chegam ao ouvido do indivíduo é maior.
A resposta correta é 'Falso'.

b) O fenômeno descrito no enunciado deve-se às variações da frequência da fonte sonora.
A resposta correta é 'Falso'.

c) Observa-se o efeito Doppler apenas para ondas que se propagam em meios materiais.
A resposta correta é 'Falso'.

d) Se uma pessoa estiver se movendo com o mesmo vetor velocidade do automóvel, não mais terá a sensação de que a frequência do som varia.
A resposta correta é 'Verdadeiro'

5. Uma ambulância dotada de uma sirene percorre, numa estrada plana, a trajetória ABCDE, com velocidade de módulo constante de 50km/h. Os trechos AB e DE são retilíneos e BCD um arco de circunferência de raio 20m, com centro no ponto O, onde se posiciona um observador que pode ouvir o som emitido pela sirene. Ao passar pelo ponto A, o motorista aciona a sirene cujo som é emitido na frequência 350Hz. Analise as proposições a seguir:
a) Durante todo o percurso a frequência ouvida pelo observador será de frequência igual a 350Hz350Hz.
A resposta correta é 'Falso'.

b) Quando a ambulância percorre o trecho AB, o observador ouve um som mais grave que o som de 350Hz.
A resposta correta é 'Falso'.

c) A medida que a ambulância percorre o trecho DE o som percebido pelo observador é mais agudo que o emitido pela ambulância, de 350Hz.
A resposta correta é 'Falso'.

d) Enquanto a ambulância percorre o trecho BCD o observador ouve um som de frequência igual a 350hz.
A resposta correta é 'Verdadeiro'.

6. A densidade média da crosta terrestre 10km abaixo da superfície é de 2,7g/cm³. A velocidade de ondas longitudinais sísmicas a essa profundidade, encontrada a partir da medida do tempo em que chegam, vindas de terremotos distantes, é de 3,8km/s. Use essa informação para achar o módulo da elasticidade volumar da crosta terrestre β, em Pa, para essa profundidade. Divida a resposta por 10⁻⁹ considere uma casa decimal após a virgula.
A resposta correta é: 39,0.

7. Duas cordas de piano idênticas têm uma frequência fundamental 649Hz quando colocadas sob a mesma tensão. Qual valor "a" multiplicado pela tensão T da segunda corda irá modificar a frequência para 771Hz? Multiplique seu resultado por 10.
A resposta correta é: 14,1.

8. Um apito com frequência 616 Hz se move em uma circunferência com raio 124 cm com uma velocidade angular 17 rad/s. Calcule a diferença entre a frequência mais alta e mais baixa ouvidas por um ouvinte em repouso em relação ao centro da circunferência. Considere a velocidade do som igual a 343m/s.
A resposta correta é: 76,0.

9. Uma sirene da polícia emite uma onda senoidal com frequência fs = 233 Hz e velocidade v = 340 m/s. Se um certo ouvinte estiver se aproximando do carro da polícia com velocidade de 28 m/s e a sirene se afastando do ouvinte com velocidade de 41 m/s, DETERMINE a frequência que o ouvinte escuta, em Hz.
A resposta correta é: 225,05.

10. Um pequeno alto-falante conectado a um oscilador de áudio e a um amplificador é ajustável à frequências entre 1000 e 2000Hz somente. É colocado próximo ao alto-falante um tubo cilíndrico oco, com um comprimento 29 cm, aberto nas duas extremidades. Considerando a velocidade do som à temperatura ambiente igual a 340m/s. Calcule o harmônico n=2 da frequência ressonante (dentro da faixa de frequência estipulada), em kHz.
A resposta correta é: 1,17.

11. Uma fonte sonora F que se move a 52 km/h em linha reta (ver figura), emite um som de 440Hz. Um observador O move-se para F a 64 km/h na mesma linha. A velocidade do som no ar é de 340m/s. Encontre a frequência com que as ondas alcançam O.
A resposta correta é: 483,5.
12. Uma fonte sonora F que se move a 65km/h em linha reta (ver figura), emite um som de 440Hz. Um observador O move-se para F a 73km/h na mesma linha. A velocidade do som no ar é de 340m/s. Encontre a frequência com que as ondas refletidas por O retornam a F.
A resposta correta é: 551,4.
13. Dois auto-falantes pequenos, A e B, são alimentados por um mesmo amplificador e emitem ondas senoidais, em fase, e de mesma frequência f . A velocidade do som no ar é igual a 341,6 m/s. Considerando apenas as ondas que percorrem o caminho direto x com 1 subscrito entre A e P e x com 2 subscrito entre B e P, DETERMINE em Hz, a menor frequência f capaz de provocar no ponto P interferência totalmente construtiva.
A resposta correta é: 978,71.


14. Dois auto-falantes pequenos, A e B, são alimentados por um mesmo amplificador e emitem ondas senoidais, em fase, e de mesma frequência f . A velocidade do som no ar é igual a 341,6 m/s. Considerando apenas as ondas que percorrem o caminho direto x com 1 subscrito entre A e P e x com 2 subscrito entre B e P, DETERMINE em Hz, a menor frequência f capaz de provocar no ponto P interferência totalmente destrutiva.
A resposta correta é: 489,36.

15. Dois alto-falantes pequenos, A e B (figura abaixo), são alimentados por um mesmo amplificador e emitem ondas senoidais em fase. Se a velocidade do som for igual a 350 m/s, DETERMINE a mínima frequência, em Hz, em que ocorre interferência construtiva no ponto P. Considere L1 = 6 m e L2 = 3 m.
A resposta correta é: 158,29.


16. Dois alto-falantes pequenos, A e B (figura abaixo), são alimentados por um mesmo amplificador e emitem ondas senoidais em fase. Se a velocidade do som for igual a 350 m/s, DETERMINE a mínima frequência, em Hz, em que ocorre interferência destrutiva no ponto P. Considere L1 = 7 m e L2 = 3 m.
A resposta correta é: 57,15.
 
17. Um engenheiro de som construiu um alto falante esférico que emite som isotropicamente (mesma intensidade de som emitida em todas as direções). O aparelho emite 10W de potência acústica dentro de uma sala totalmente absorvente. Calcule a relação entre a amplitude das ondas S1 a 3m e S2 a 6m do centro da fonte. Multiplique o resultado por 100 e considere uma casa decimal após a virgula. Se necessário use π=3,14.
A resposta correta é: 200,0.

18. O fenômeno do batimento é muitas vezes utilizado na afinação de instrumentos musicais. O instrumento pode ser afinado de tal forma onde a freqüência do batimento vai diminuindo à medida que o instrumento vai sendo afinado e, quando desaparecer, o instrumento estará afinado.

A resposta correta é 'Verdadeiro'.
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS







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