Santa Marcelina 2014 (2º semestre) — questão 51 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade do som na glicerina, conhecendo o comprimento de onda nos dois meios.

Passo 1 — a frequência não muda. Quando a onda passa de um meio para outro, a frequência é a da fonte e se conserva; o que muda são a velocidade e o comprimento de onda. No ar:

$$f = \frac{v}{\lambda} = \frac{340}{0{,}50} = 680\ \text{Hz}$$

Passo 2 — a velocidade na glicerina:

$$v_g = \lambda_g\,f = 2{,}80 \times 680$$

$$v_g \approx 1\,904\ \text{m/s} \approx 1\,900\ \text{m/s}$$

Atalho: com f constante, v é proporcional a λ: o comprimento de onda ficou 5,6 vezes maior, e a velocidade também: $340 \times 5{,}6 = 1\,904$ m/s.

⚠️ A armadilha: achar que a velocidade se conserva e quem muda é a frequência. Na refração, a frequência é fixa. Outra é usar 50 cm sem passar para metros: sai f = 6,8 Hz e uma velocidade de cerca de 19 m/s, absurda.

A ideia em uma frase: ao mudar de meio, a frequência fica e a velocidade muda na mesma proporção que o comprimento de onda.

Resposta: alternativa B (cerca de 1 900 m/s).