FMABC 2018 — questão 46 de Física
Gabarito oficial ainda não divulgado. O gabarito oficial deste caderno (Tipo 005, Fundação Carlos Chagas) não está disponível: o que circula é de outro tipo de caderno, em que as alternativas estão em outra ordem. A letra indicada é a resposta do professor, obtida pela resolução de cada questão.
Enunciado em texto
A figura 1, abaixo, mostra um estetoscópio, instrumento utilizado na ausculta médica.
[Figura 1: foto de um estetoscópio, com a seta “campânula” apontando para a peça metálica em forma de taça na ponta do tubo. Figura 2: um retângulo aberto em cima e fechado embaixo (o tubo da campânula), com o perfil de uma onda estacionária desenhado dentro: as duas linhas da onda se encontram num ponto no fundo fechado (nó) e se abrem ao máximo na boca aberta, em cima (ventre); dentro do tubo cabe 1/4 de comprimento de onda.]
(www.fibracirurgica.com.br)
A campânula funciona como um tubo sonoro fechado em uma de suas extremidades, de modo que a frequência fundamental de ressonância ocorre quando se produz uma onda sonora com um nó na extremidade fechada e o ventre adjacente na extremidade aberta, como mostra a figura 2. Se a campânula tem profundidade 6,0 mm, o comprimento de onda da onda correspondente à frequência fundamental de ressonância dessa campânula é
(A) 24 mm.
(B) 30 mm.
(C) 12 mm.
(D) 15 mm.
(E) 18 mm.
(Enunciado e figura: Vestibular FMABC 2018, Medicina, Prova Objetiva — FMABC/FCC.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina do ABC (FMABC) e à Fundação Carlos Chagas (FCC).
Resolução comentada
O que a questão pede: o comprimento de onda do som fundamental de um tubo fechado de 6,0 mm de profundidade.
Passo 1 — quanto da onda cabe no tubo. Numa onda estacionária, a distância entre um nó e o ventre seguinte é um quarto de comprimento de onda (de nó a nó é meio comprimento de onda). No modo fundamental do tubo fechado, como diz o enunciado, há um nó no fundo e o ventre adjacente na boca: o tubo inteiro contém exatamente 1/4 de onda.
Passo 2 — a conta:
Conferindo: com a velocidade do som no ar, uns 340 m/s, a frequência fundamental seria , um som agudo, dentro da faixa audível. Não é a conta que a questão pede, mas mostra que o resultado tem sentido físico.
⚠️ A armadilha: usar a relação do tubo aberto (ou de uma corda), , e achar 12 mm, a alternativa C. No tubo fechado, o fundamental tem nó de um lado e ventre do outro, e isso é só um quarto de onda.
A ideia em uma frase: tubo fechado no fundamental: do nó (fundo) ao ventre (boca) cabe um quarto de onda, então λ = 4L.
Resposta: alternativa A (24 mm).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.