Insper 2017 (Engenharias) — questão 2 de Física

Enunciado em texto
Em determinado laboratório de pesquisas sonoras, ambiente acusticamente isolado do meio exterior, estão instalados um decibelímetro e um medidor de frequências de ondas sonoras. Em certo momento, uma fonte emite ondas e os aparelhos acusam 90 dB e 1,4 kHz, respectivamente. Considere o diagrama seguir e adote a intensidade mínima de referência.
[Diagrama: no eixo vertical, “Intensidade física (em W/cm²)”, em escala logarítmica, com marcas de (embaixo) a (em cima), de duas em duas potências; no eixo horizontal, “Frequência das vibrações (em hertz)”, em escala logarítmica, com marcas 20, 100, 1 000, 2 000, 4 000 e 10 000. Uma curva no alto, que começa entre e (em 25 Hz), passa por cerca de em 1 000 Hz e desce até perto de em 4 000 Hz, é o “limiar de dor”; acima dela está escrito DOR. Uma curva embaixo, que desce de cerca de (perto de 25 Hz) até cerca de (entre 2 000 e 4 000 Hz) e volta a subir, é o “limiar de audição”. Entre as duas há uma região amarela, MÚSICA, que vai de cerca de 40 Hz a cerca de 12 000 Hz; em 1 000 a 2 000 Hz ela se estende de cerca de até alguns (o topo passa perto de em 500 Hz e desce para a direita). Dentro dela há uma região vermelha menor, CONVERSAÇÃO, de cerca de 100 Hz a cerca de 7 000 Hz, cujo topo fica por volta de entre 700 e 1 500 Hz.]
(M. Pietrocola, R. Andrade, T. R. Romero, A. Pogibin. Física em contextos. Vol. 2)
O som emitido está na faixa de
(A) música.
(B) limiar da dor.
(C) dor.
(D) conversação.
(E) limiar de audição.
(Enunciado e figura: Vestibular Insper 2017 (1º semestre, Engenharias) — Insper.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Insper Instituto de Ensino e Pesquisa.
Resolução comentada
O que a questão pede: converter 90 dB em intensidade e localizar o ponto (1,4 kHz; essa intensidade) no diagrama.
Passo 1 — de decibéis para intensidade. O nível sonoro é definido por:
Passo 2 — ler o diagrama. Em 1,4 kHz (um pouco à direita de 1 000 Hz), procure , a meia distância entre as linhas de e . Ali o topo da região vermelha (conversação) está por volta de , abaixo do ponto; o topo da região amarela (música) está em alguns , acima do ponto. Então o ponto cai na faixa amarela, fora da conversação: é a faixa da música.
Por que não as outras: o limiar de dor, nessa frequência, está por volta de , mil vezes acima, e a dor fica acima dele; o limiar de audição está perto de , muito abaixo; a conversação não chega a em 1,4 kHz.
⚠️ A armadilha: errar a definição do decibel e fazer , um ponto abaixo da faixa da música, mais perto do limiar de audição (E). Cada 10 dB multiplicam a intensidade por 10: 90 dB são vezes . Outra armadilha é achar que todo som “do dia a dia” é conversação: em 1,4 kHz a faixa vermelha não chega a .
A ideia em uma frase: a cada 10 dB a intensidade fica 10 vezes maior; ache a intensidade e só então vá ao gráfico.
Resposta: alternativa A (música).
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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