Física → Acústica Sílvio LISTA

DISCIPLINA: Física Acústica PROF. SílvioASSUNTO:ALUNO:ONDULATÓRIA ACÚSTICASÉRIE: SEMA TURMA(S): A – BUNIDADE(S): (!) CENTRO () SUL 01 Maio 2013LISTANº:ACÚSTICAATIVIDADESAcústica: Natureza e características do somSom: É uma onda mecânica e longitudinal.Intervalo Audível: O ouvido humano pode ser excitado por sons emum intervalo de frequências entre 20 Hz e 20 kHz.Melodia: Ou também denominado som musical, é caracterizado porapresentar frequência constante.Ruído: frequência variável.Fonte Sonora: É todo e qualquer dispositivo capaz de produzir ondassonoras num meio material elástico (campo ondulatório). Citaremosalguns destaque em Acústica:a) cordas vibrantes — violão — violino —piano — cordas vocais, etc.b) tubos sonoros — órgão - flauta — clarineta— oboé, etc.c) membranas e placas vibrantes: tambor —címbalos, etc.d) hastes vibrantes: diapasão — “triangulo”, etc.Cordas Vibrantes – Cordas SonorasVelocidade de Propagação: Depende da densidadelinear de massa da corda, e pode ser determinada pelaexpressão ao lado:Harmônicos: Uma corda sonora pode emitir um conjunto de frequênciasdenominado harmônico. Esses harmônicos são números inteirosde vezes da menor frequência que a corda pode emitir, denominadade 1° harmônico ou frequência fundamental:1º Harmônico:2º Harmônico:3º Harmônico:Comprimento de onda efrequência don-ésino harmônico:2Ln.vλn= fn=n2L Tubos Sonoros: Todos os sons são produzidos por corposque vibram. Os sons podem ser gerados por vibrações de cordas, comonum violão. É o que acontece também num piano: quando pressionamosuma tecla, um pequeno martelo percute numa corda esticada, eesta começa a oscilar. Num tambor,a vibração é de uma membrana; nosinstrumentos de sopro (corneta,flauta, etc.), o que vibra é umacoluna de ar, colocada em movimentopelo sopro do instrumentista.Tubo Sonoro Aberto: A onda estacionária que se forma pelavibração da coluna de ar, apresenta ventre nas duasextremidades do tubo.2Lλn=nn.vfn=2LTubo sonoro Fechado: A onda estacionária que seforma pela vibração da coluna de ar, apresenta ventre naentrada do tubo e nó no fundo do tubo sonoro.λ n = ()f n = ().01) (UFMG) As seis cordas de um violão têm espessuras diferentes eemitem sons que são percebidos pelo ouvido de forma diferente.No entanto, com boa aproximação, pode-se afirmar que todas elasemitem ondas sonoras que, no ar, têm:a) a mesma altura. b) a mesma frequência.c) a mesma intensidade. d) a mesma velocidade.e) o mesmo comprimento de onda.02) (UEA) Um violonista pressiona com o dedo uma das cordas doviolão para que, quando tocada, ela emita uma nota lá-padrão de frequência440 Hz.Considerando que a velocidade do som é 340 m/s e que a corda estávibrando no modo fundamental, qual o comprimento do trecho da cordaque está emitindo o som?a) 77 cm b) 38 cmc) 30 cm d) 20 cm03) (UERJ) Um alto-falante (S), ligado a um gerador de tensão senoidal(G), é utilizado como um vibrador que faz oscilar, com frequênciaconstante, uma das extremidades de uma corda (C). Esta tem comprimentode 180 cm e sua outra extremidade é fixa, segundo a figura I.Num dado instante, o perfil da cordavibrante apresenta-se como mostraa figura II.Nesse caso, a onda estabelecida nacorda possui amplitude e comprimentode onda, em centímetros,iguais a, respectivamente:a) 2,0 e 90b) 1,0 e 90c) 2,0 e 180d) 1,0 e 18004) (PUC) Uma corda elástica está ligada a um vibrador e nela seestabelece uma propagação ondulatória. As figuras 1, 2 e 3 representamessa propagação ondulatória em três situações diferentes. Pode-seafirmar corretamente que:a) a corda tem as duas extremidades fixas somente na situação dafigura 1.b) o comprimento de onda é o mesmo nastrês situações.c) o maior período ocorre na situação representadana figura 3.d) nas três situações a corda está em ressonânciacom o vibrador.e) a velocidade de propagação na situaçãoda figura 3 é o triplo daquela da figura 1.05) (Cesgranrio) Uma corda de violão émantida tensionada quando presa entre dois suportes fixos no laboratório.Posta a vibrar, verifica-se que a mais baixa frequência em que seconsegue estabelecer uma onda estacionária na corda é f 0 = 100 Hz.Assim, qual das opções a seguir apresenta a sucessão completa dasquatro próximas frequências possíveis para ondas estacionárias namesma corda?a) 150 Hz, 200 Hz, 250 Hz, 300 Hz.b) 150 Hz, 250 Hz, 350 Hz, 450 Hz.c) 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz, 500 Hz.d) 200 Hz, 400 Hz, 600 Hz, 800 Hz.06) (UFMG) Ao tocar um violão, um músico produz ondas nas cordasdesse instrumento. Em consequência, são produzidas ondas sonorasque se propagam no ar. Comparando-se uma onda produzida em umadas cordas do violão com a onda sonora correspondente, é corretoafirmar que as duas têm:a) a mesma amplitude.b) a mesma frequência.c) a mesma velocidade de propagação.d) o mesmo comprimento de onda.www.prevest.com.br – 3209-7300/3209-7240: 1

07) (UFG) Os sons produzidos por um violão acústico são resultantesdas vibrações de suas cordas, quando tangidas pelo violonista. As cortransversaisestacionárias de diferentesdas vibram produzindo ondas frequências. Essas ondas são também caracterizadas pelo número denós. Nó é um ponto da corda que permanece emrepouso durante a oscilação da onda. A sequênciaabaixo representa as três primeiras ondas estacionárias,que podem ser produzidas em uma cordade comprimento L, fixa em suas extremidades.Baseando-se nessas informações, pode-se afirmarque (V ou F):( ) os comprimentos de onda das ondas 1, 2 e 3valem, respectivamente, λ 1 = 2L, λ 2 = L e λ 3= 2L/3.( ) a próxima onda estacionária, contendo 5 nós,terá um comprimento de onda λ 4 = L/4.( ) se v for a velocidade das ondas na corda, a frequência das ondas 1,2 e 3 vale, respectivamente, f 1 = v/2L, f 2 = v/L e f 3 = 3v/2L.( ) se L = 0,5 m e v = 30 m/s, a menor frequência possível de se produzirnessa corda é de 90 Hz.08) (Ufpe) Um tubo metálico retilíneo, aberto nas duas extremidades,tem 2,0 cm de comprimento. Qual a menor frequência em Hz com queo tubo ressoa? Adote a intensidade da velocidade do som no ar = 340m/s.09) (Unirio) Um tubo sonoro, como o da figura a seguir, emite umsom com velocidade de 340 m/s. Podeseafirmar que o comprimento de ondae a frequência da onda sonora emitidasão, respectivamente:a) 0,75 m e 340 Hz.b) 0,80 m e 425 Hz.c) 1,00 m e 230 Hz.d) 1,50 m e 455 Hz.10) (Fuvest) Um músico sopra a extremidade aberta de um tubo de25cm de comprimento, fechado naoutra extremidade, emitindo um somna frequência f=1.700Hz. A velocidadedo som no ar, nas condições do experimento,é v=340 m/s. Dos diagramasa seguir, aquele que melhor representaa amplitude de deslocamento da ondasonora estacionária, excitada no tubopelo sopro do músico é:11) (Puc) Uma proveta graduada tem 40,0cm de altura e está comágua no nível de 10,0cm de altura. Um diapasão defrequência 855Hz vibrando próximo à extremidadeaberta da proveta indica ressonância. Uma ondasonora estacionária possível é representada na figuraa seguir.A velocidade do som, nessas condições, é:a) 326 m/sb) 334 m/sc) 342 m/sd) 350 m/se) 358 m/s12) (Ufpr) O grupo brasileiro Uakti constrói seu próprios instrumentosmusicais. Um deles consiste em vários canos de PVC de comprimentosvariados. Uma das pontas dos canos é mantida fechada por uma membranaque emite sons característicos ao ser percutida pelos artistas,enquanto a outra é mantida aberta. Sabendo-se que o módulo da velocidadedo som no ar vale 340 m/s, é correto afirmar que as duas frequênciasmais baixas emitidas por um desses tubos, de comprimentoigual a 50 cm, são:a) 170 Hz e 340 Hz. b) 170 Hz e 510 Hz.c) 200 Hz e 510 Hz. d) 340 Hz e 510 Hz.e) 200 Hz e 340 Hz.a) Somente as afirmativas I e II são corretas.b) Somente as afirmativas II e IV são corretas.c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas.e) Somente as afirmativas I, III e IV são corretas.14) (ITA) Considere o modelo de flauta simplificado mostrado na figura, aberta na sua extremidade D, dispondo de uma abertura em A(próxima à boca), um orifício em B e outro em C. SendoAB = BD , BC = CDe a velocidade do som de 340,0 m/s, as frequênciasesperadas nos casos: (i) somente o orifício C está fechado, e (ii) osorifícios B e C estão fechados, devem ser, respectivamentea) 2000 Hz e 1000 Hz.c) 1000 Hz e 500 Hz.e) 10 Hz e 5 Hz.DESAFIOAD = 34,00 cm ,b) 500 Hz e 1000 Hz.d) 50 Hz e 100 Hz.RESPOSTAS01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14D B D D C B * * B E C B E D07) – V F V F ; 08) – f = 8,5.10 2 Hz ; 12) – V = 320 m/s1) (Ufu) Em uma experiência para medir a velocidade do som no ar,utilizou-se um tubo contendo água, aberto em uma extremidade, e umgerador de áudio com um alto-falante que gerava uma onda de 250Hz.Observou-se que ocorria ressonânciaquando a coluna de arera de 96cm, e que, abaixandoo nível da água, a próximaressonância ocorria quando aprofundidade da coluna de arera de 160cm. Considerando osdados acima, encontre a velocidadedo som nesta região.R: V = 320 m/s2) (UFPR/2012) Uma cerca elétrica foi instalada em um muro ondeexiste um buraco de forma cilíndrica e fechado na base, conformerepresentado na figura. Os fios condutores da cerca elétrica estão fixosem ambas as extremidades e esticados sob uma tensão de 80 N. Cadafio 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 ficouoscilando em sua frequência fundamental. Essa situação fez com que acoluna de ar no buraco, porressonância, vibrasse na mesmafrequência do fio condutor.As paredes do buraco têm umrevestimento adequado, demodo que ele age como umtubo sonoro fechado na base eaberto no topo. Considerandoque a velocidade do som no arseja de 330 m/s e que o ar noburaco oscile no modo fundamental,determine a profundidadedo buracoR: 0,825 mAnotações/Rascunho13) - (UEL) Após ter afinado seu violão utilizando um diapasão de440 Hz, um músico notou que o quarto harmônico da corda Lá do instrumentoemitia um som com a mesma frequência do diapasão.Com base na observação do músico e nos conhecimentos de ondulatódeonda da onda estacionária formada na corda, noquarto harmônico, é igual à metade do comprimento da corda.ria, considere as afirmativas a seguir.I. O comprimento II. A altura da onda sonora emitida no quarto harmônico da corda Lá édiferente da altura da onda emitida pelo diapasão.III. A frequência do primeiro harmônico da corda Lá do violão é 110 Hz.IV. O quarto harmônico da corda corresponde a uma onda estacionáriaque possui 5 nós.Assinale a alternativa correta.www.prevest.com.br – 3209-7300/3209-7240:2