OBF 2025 (1ª fase, Nível II) — questão 7 de Física
Enunciado em texto
Em um laboratório de física, três estudantes — Ana, Beatriz e Carlos — investigam o fenômeno da interferência entre ondas sonoras.
Ana e Beatriz instalam em seus celulares aplicativos que emitem ondas sonoras e os posicionam sobre uma bancada em uma sala silenciosa. Carlos, por sua vez, usa um aplicativo de medição de intensidade sonora (decibelímetro) e percebe que há regiões da bancada onde a intensidade sonora varia significativamente, inclusive pontos em que é praticamente nula.
Os estudantes levantam as seguintes hipóteses:
I. As fontes sonoras devem ter a mesma frequência.
II. Nos pontos de interferência destrutiva, a energia sonora é convertida em energia térmica.
III. Nos pontos de máxima intensidade, esta é maior do que a soma das intensidades emitidas pelos celulares de Ana e Beatriz que seriam medidas isoladamente.
As considerações fisicamente corretas são:
(a) I
(b) I e II
(c) I e III
(d) II e III
(e) Todas
(Enunciado: Olimpíada Brasileira de Física 2025, 1ª fase, Nível II — SBF.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Sociedade Brasileira de Física (SBF), Olimpíada Brasileira de Física.
Resolução comentada
O que a questão pede: quais hipóteses explicam corretamente um padrão de interferência fixo, com pontos de silêncio, produzido por dois celulares.
Afirmação I — correta. Para que existam pontos fixos de intensidade quase nula, a diferença de fase entre as duas ondas em cada ponto tem de ficar constante no tempo. Isso só acontece se as fontes tiverem a mesma frequência. Com frequências diferentes, a fase relativa vai mudando, e o que se ouve são batimentos (o som aumenta e diminui com o tempo em todo lugar), não regiões paradas de silêncio.
Afirmação II — errada. A interferência não destrói energia nem a transforma em calor. Ela redistribui a energia: o que falta nos pontos de interferência destrutiva aparece a mais nos pontos de interferência construtiva. Somando sobre toda a região, a energia é a mesma que as duas fontes emitem.
Afirmação III — correta. A intensidade é proporcional ao quadrado da amplitude. Se cada celular sozinho produz amplitude A (intensidade I) num ponto, na interferência construtiva as amplitudes se somam:
É exatamente esse “excesso” nos máximos que compensa a falta nos mínimos, de acordo com a afirmação II corrigida.
⚠️ A armadilha: marcar a II, achando que a energia “some” nos pontos de silêncio e precisa virar outra coisa. Ela não some ali: simplesmente não chega ali, e vai para os máximos.
A ideia em uma frase: interferência estável exige fontes de mesma frequência e só redistribui a energia: nos máximos, a intensidade chega a quatro vezes a de uma fonte.
Resposta: alternativa C (I e III).
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.