PUC-PR 2024 (Medicina) — questão 41 de Física
Enunciado em texto
Uma estudante decide investigar as propriedades das ondas mecânicas por meio das frequências das notas musicais. Ela encontra uma tabela de frequências de notas, como a representada na tabela a seguir.
| Nota | f (Hz) |
|---|---|
| Dó₁ | 264 |
| Ré | 297 |
| Mi | 330 |
| Fá | 352 |
| Sol | 396 |
| Lá | 440 |
| Si | 495 |
| Dó₂ | 528 |
Após alguns estudos, ela propõe algumas afirmativas sobre o assunto.
(Considere que o som se propague no ar a 340 m/s).
I. As frequências das notas musicais estão relacionadas com a qualidade fisiológica altura, podendo apresentar essa mesma característica em quaisquer instrumentos que emitam a mesma frequência.
II. A nota musical Dó₁ apresenta comprimento de onda equivalente à metade do comprimento de onda da nota Dó₂.
III. Por meio de um dispositivo, é possível fazer as ondas sonoras apresentarem o fenômeno ondulatório da polarização.
IV. Duas ondas sonoras de mesma intensidade e que correspondem à mesma nota musical, emitidas por duas fontes sonoras em fase, podem apresentar interferência destrutiva ao se encontrarem num ponto do espaço.
V. Para que um tubo sonoro fechado em uma das suas extremidades apresente seu harmônico fundamental igual à frequência de Dó₁, é necessário que seu comprimento seja igual a L. Dessa forma, para que outro tubo também fechado em uma das suas extremidades apresente harmônico fundamental Dó₂, mas mesmas condições do primeiro, é necessário que seu comprimento seja 2.L.
A respeito das afirmativas, são verdadeiras APENAS
(A) II e IV.
(B) I, II e IV.
(C) III e V.
(D) I e V.
(E) I e IV.
(Enunciado e figura: Vestibular PUCPR 2024 (Verão), Medicina — PUCPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar cinco afirmações sobre o som das notas musicais.
Afirmação I — verdadeira. A altura (grave ou agudo) é a qualidade fisiológica ligada à frequência. Qualquer instrumento que toque a mesma frequência produz a mesma altura (o que muda de um instrumento para outro é o timbre).
Afirmação II — falsa. No mesmo meio, λ = v/f. O Dó₂ tem o dobro da frequência do Dó₁ (528 = 2 × 264), então o Dó₁ tem o dobro do comprimento de onda do Dó₂, não a metade:
Afirmação III — falsa. Polarização só ocorre em ondas transversais. O som no ar é onda longitudinal e não pode ser polarizado.
Afirmação IV — verdadeira. Duas fontes em fase, de mesma frequência, interferem destrutivamente nos pontos em que a diferença de caminho é um número ímpar de meios comprimentos de onda (). Com mesma intensidade, nesses pontos o som pode até se anular.
Afirmação V — falsa. No tubo fechado, a fundamental é : a frequência é inversamente proporcional ao comprimento. Para dobrar a frequência (de Dó₁ para Dó₂), o comprimento tem de cair à metade, L/2, e não dobrar.
Verdadeiras: I e IV, alternativa (E).
⚠️ A armadilha: pensar que “fontes em fase” sempre se reforçam (descartando a IV). Elas saem em fase, mas chegam ao ponto com a defasagem que a diferença de caminhos impõe. E, na V, achar que nota mais aguda pede tubo maior: é o contrário.
A ideia em uma frase: altura é frequência; λ = v/f; som no ar não se polariza; e frequência de tubo é inversamente proporcional ao comprimento.
Resposta: alternativa E (I e IV).
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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