ITA 2025 — questão 19 de Física

Enunciado em texto

O estetoscópio é um instrumento amplamente utilizado por profissionais de saúde para auscultar sons internos do corpo humano, como batimentos cardíacos e fluxo sanguíneo. Considere o modelo simplificado de um estetoscópio, ilustrado na figura, composto de um cone truncado de bases circulares, cuja base maior possui raio $R_1$, e a base menor, raio $R_2$. Nos cilindros, perfeitamente conectados em cada base, há pistões finos e rígidos de massa desprezível, que podem se mover para cima e para baixo sem atrito. Considere que a onda sonora atinge toda a superfície do pistão maior e que sua energia é transferida integralmente para o pistão menor.

Assinale a alternativa que corresponde à amplificação, em dB, em função dos raios das extremidades do estetoscópio.

[Figura: o estetoscópio em pé. Embaixo, um cilindro curto e largo, com um “Pistão móvel” (disco cinza) na base, logo acima de linhas horizontais marcadas “Fonte de som”. Sobre ele, um tronco de cone, com base maior de raio $R_1$ e base menor de raio $R_2$. Em cima, um cilindro estreito e comprido, com outro “Pistão móvel” no topo, onde está escrito “Medição do som”.]

A) $2\log\left(\dfrac{R_1}{R_2}\right)$

B) $4\log\left(\dfrac{R_1}{R_2}\right)$

C) $20\log\left(\dfrac{R_1}{R_2}\right)$

D) $40\log\left(\dfrac{R_1}{R_2}\right)$

E) $80\log\left(\dfrac{R_1}{R_2}\right)$

(Enunciado e figura: Vestibular ITA 2025, 1ª fase — ITA.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA).