Questões de Física - Ondulatória
Um diapasão de frequência de 170 Hz é excitado na extremidade aberta de um tubo transparente, conforme mostra a figura. A onda que parte do diapasão é refletida pela extremidade fechada do tubo, e retorna em direção ao diapasão. A superposição das ondas, emitida e refletida, causa uma interferência construtiva. A figura abaixo se refere ao modo fundamental de interferência.
Nesse sistema, pode-se afirmar que a velocidade de propagação da onda sonora no interior do tubo, preenchido com ar, ao longo de todo o seu comprimento é de:
A figura mostra dois recipientes cilíndricos idênticos, R e S, de altura 35 cm, contendo água até diferentes alturas, hR e hS.
Colocando-se um alto-falante que emite um som de frequência 850 Hz sobre cada recipiente, separadamente, verifica-se que eles funcionam como tubos sonoros fechados em uma extremidade e abertos na outra, ocorrendo ressonância em ambos.
Considerando-se a velocidade de propagação do som no ar igual a 340 m/s, a diferença entre as alturas da água nos dois recipientes, hS – hR, é igual a
O ouvido humano funciona como um tubo sonoro fechado. Sabe-se que, em média, o ouvido humano (tubo sonoro) tem um comprimento de 2,7 cm.
Considerando que o som se propague a uma velocidade de 340 m/s e que o ouvido humano é mais sensível para a frequência fundamental, pode-se afirmar que o ouvido é mais sensível para uma frequência a qual vale, aproximadamente,
O som produzido pelo alto-falante F (fonte) ilustrado na figura tem frequência de 10 kHz e chega a um microfone M através de dois caminhos diferentes. As ondas sonoras viajam simultaneamente pelo tubo esquerdo FXM, de comprimento fixo, e pelo tubo direito FYM, cujo comprimento pode ser alterado movendo-se a seção deslizante (tal qual um trombone). As ondas sonoras que viajam pelos dois caminhos interferem-se em M. Quando a seção deslizante do caminho FYM é puxada para fora por 0,025 m, a intensidade sonora detectada pelo microfone passa de um máximo para um mínimo.
Assinale o módulo da velocidade do som no interior do tubo.
Em relação a tubos sonoros cilíndricos, assinale o que for correto.
01) Quanto maior for o comprimento de um tubo com as duas extremidades abertas, mais grave poderá ser o som emitido por ele.
02) Os furos existentes ao longo do tubo de uma flauta tornam possível modificar o tamanho da coluna de ar que vibra em seu interior, viabilizando, assim, diferentes frequências em um mesmo instrumento.
04) Ao soprarmos ar pela embocadura de um desses tubos com uma extremidade aberta e outra fechada, podemos produzir ondas estacionárias longitudinais em seu interior.
08) Ao soprarmos ar pela embocadura de um desses tubos com as duas extremidades abertas, podemos produzir ondas estacionárias transversais em seu interior.
16) A menor frequência de uma onda estacionária em um tubo com as duas extremidades abertas é necessariamente menor do que a menor frequência de uma onda estacionária em um tubo de mesmas dimensões com apenas uma das extremidades abertas.
Uma onda sonora propagando-se no ar é uma sucessão de compressões e rarefações da densidade do ar.
Na figura abaixo, estão representadas, esquematicamente, ondas sonoras estacionárias em dois tubos, 1 e 2, abertos em ambas as extremidades. Os comprimentos dos tubos 1 e 2 são, respectivamente, L e L/2.
Sendo λ1 e λ2 os respectivos comprimentos de onda das ondas representadas nos tubos 1 e 2, e f1 e f2 suas frequências, as razões entre os comprimentos de onda λ1/λ2 e as frequências f1/f2 são, nessa ordem,
