UFLA 2022 (PAS, 2ª etapa) — questão 8 de Física
Enunciado em texto
Em um show realizado em um local aberto, são dispostas duas caixas de som idênticas no centro do palco. Um operador de som, com o intuito de averiguar se o som será bem distribuído em todo o espaço, de forma que todos os participantes tenham a mesma experiência sonora, caminha em linha reta r paralela à borda do palco, como indicado na figura.
[Figura: um retângulo representa o palco. Perto da borda de baixo, lado a lado, estão a “Caixa de som 1” e a “Caixa de som 2”; de cada uma saem várias frentes de onda em semicírculos concêntricos, que se cruzam e se sobrepõem. Acima do palco, fora dele, uma reta horizontal orientada para a direita, r, por onde caminha o operador.]
Ao se mover sobre a linha, o operador observa que em certas regiões a intensidade sonora diminui e em certas regiões a intensidade sonora aumenta. O fenômeno físico que descreve o fato observado é:
A) Reflexão
B) Refração
C) Polarização
D) Interferência
(Enunciado e figura: PAS/UFLA 2ª etapa (Grupos XXII e XXIII), prova de 06/11/2022 — Universidade Federal de Lavras.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Lavras (UFLA) e à sua Coordenadoria Geral de Processos Seletivos (COPESE/UFLA).
Resolução comentada
O que a questão pede: o nome do fenômeno que faz o som ficar ora mais forte, ora mais fraco ao longo da linha r.
Passo 1 — duas fontes, ondas que se superpõem. As duas caixas emitem o mesmo som, ao mesmo tempo. Em cada ponto da linha r chegam duas ondas, que se somam (princípio da superposição). O resultado depende da diferença entre as distâncias do ponto a cada caixa.
Passo 2 — onde o som reforça e onde enfraquece. Se a diferença de caminho é um número inteiro de comprimentos de onda, as ondas chegam em fase (crista com crista): interferência construtiva, som mais forte. Se é um número ímpar de meios comprimentos de onda, chegam em oposição de fase (crista com vale): interferência destrutiva, som mais fraco:
Andando ao longo de r, a diferença de caminho muda aos poucos, e o operador passa alternadamente por regiões de reforço e de enfraquecimento. É exatamente o que ele observou: interferência.
Por que não as outras: reflexão é a onda voltar ao bater num obstáculo; refração é a mudança de velocidade e direção ao passar de um meio para outro; nenhuma das duas cria, num local aberto, o padrão de “mais forte, mais fraco, mais forte” ao longo de uma linha. Polarização é a orientação da vibração de uma onda transversal; o som no ar é onda longitudinal e nem pode ser polarizado.
⚠️ A armadilha: a alternativa C, pela associação com fenômenos ondulatórios “sofisticados”. Mas polarização só existe para ondas transversais, como a luz. Para o som no ar, o fenômeno com duas fontes é a interferência.
A ideia em uma frase: duas fontes iguais produzem, ponto a ponto, reforço ou cancelamento conforme a diferença de caminho: é a interferência, que cria regiões de som forte e de som fraco.
Resposta: alternativa D (interferência).
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.