FMABC 2025 — questão 58 de Física
Enunciado em texto
Para calcular a velocidade do som em determinado gás, um alto-falante foi encaixado em uma das extremidades de um tubo de acrílico transparente contendo esse gás e com sua outra extremidade fechada por um pistão móvel. Quando o alto-falante foi acionado e a posição do pistão foi ajustada, as ondas sonoras que se propagavam no interior do tubo deram origem a uma onda estacionária. Para visualização e quantificação dessa onda, utilizou-se pó de cortiça, que se acumulou nas regiões em que se formaram os nós dessa onda estacionária. A figura representa a situação descrita.
[Figura: um tubo horizontal com gás, fechado à esquerda por um pistão e com um alto-falante na extremidade direita. No fundo do tubo, montinhos de pó de cortiça igualmente espaçados; a distância entre dois montinhos vizinhos está indicada como 0,2 m. Abaixo do tubo, o desenho da onda estacionária, com os nós (cruzamentos das curvas) alinhados, por linhas tracejadas, com os montinhos de pó.]
Sabendo que nesse experimento o alto-falante emitiu ondas sonoras com frequência de 855 Hz, o valor obtido para a velocidade de propagação do som dentro do tubo de acrílico foi de
(A) 360 m/s.
(B) 356 m/s.
(C) 333 m/s.
(D) 364 m/s.
(E) 342 m/s.
(Enunciado e figura: Vestibular FMABC 2025, Medicina, Prova de Conhecimentos Gerais — FMABC/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário FMABC e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a velocidade do som no gás, a partir da distância entre os montinhos de pó e da frequência.
Passo 1 — o comprimento de onda. O pó se junta nos nós. Numa onda estacionária, dois nós vizinhos estão separados por meio comprimento de onda. A figura dá 0,2 m entre montinhos vizinhos:
Passo 2 — a equação fundamental da ondulatória:
Conferindo: 342 m/s é um valor típico para o som em gases como o ar à temperatura ambiente.
⚠️ A armadilha: tomar a distância entre dois nós como o comprimento de onda inteiro. Aí m/s, que não está nas alternativas. No desenho da onda, cada “fuso” (de um nó ao seguinte) é meio comprimento de onda.
A ideia em uma frase: na onda estacionária, nó a nó é meio comprimento de onda; com λ e f, v = λf.
Resposta: alternativa E (342 m/s).
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.
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