UFSC 2014 — questão 29 de Física

Gabarito 66Ondas — som e audição: faixa audível, potência da voz, ondas longitudinais, nível sonoro e limiar de dorVestibular · Prova 2 · caderno amarelo (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 29 de Física do UFSC 2014

Enunciado em texto

A audição e a fala são extremamente importantes para os seres humanos. Graças a elas podemos detectar, emitir e interpretar ondas sonoras com diferentes propriedades físicas. Por exemplo, devido à audição podemos escutar sons com intensidade a partir de 10−1210^{-12} W/m², enquanto a fala nos permite, em um tom de conversa normal, emitir potência sonora de 10−510^{-5} W.

Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

(01) Os seres humanos podem ouvir sons de qualquer frequência.

(02) A população de Florianópolis é de 400.000 habitantes. Todos os habitantes conversando ao mesmo tempo, em tom normal, emitem potência 25 vezes menor que uma lâmpada de 100 W.

(04) Os seres humanos podem emitir sons em todas as frequências de 20 Hz a 20.000 Hz.

(08) As ondas sonoras são ondas mecânicas transversais.

(16) A unidade Bel (B) exprime a altura de um som.

(32) Um som emitido por você na sala (ambiente) em que se encontra terá a mesma intensidade a qualquer distância.

(64) Sons com intensidade a partir de 1,0 W/m² produzem sensação de dor no ouvido humano.

(Enunciado: Vestibular UFSC 2014 — UFSC/COPERVE.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar sete afirmações sobre a audição, a fala e as grandezas do som.

(01) Falsa. O ouvido humano só percebe, em média, de 20 Hz a 20 000 Hz. Abaixo é infrassom, acima é ultrassom.

(02) Verdadeira.

P=400 000⋅10−5=4 WP = 400\,000 \cdot 10^{-5} = 4\ \text{W}

1004=25\frac{100}{4} = 25

A cidade inteira falando ao mesmo tempo emite 25 vezes menos potência sonora que uma lâmpada de 100 W consome.

(04) Falsa. A faixa de 20 Hz a 20 000 Hz é a da audição. A voz humana cobre uma faixa bem mais estreita (as frequências fundamentais vão de algumas dezenas a poucas centenas de hertz, mais os harmônicos).

(08) Falsa. O som é onda mecânica, sim, mas longitudinal no ar: as moléculas vibram na mesma direção em que a onda se propaga.

(16) Falsa. O bel (e o decibel) mede o nível de intensidade sonora, β=10log⁡(I/I0)\beta = 10\log(I/I_0) em dB (fórmula do formulário da prova). Altura é a frequência (grave ou agudo).

(32) Falsa. A potência emitida se espalha por superfícies cada vez maiores à medida que o som se afasta: a intensidade (potência por área) diminui com a distância.

(64) Verdadeira. O limiar de dor fica em torno de 1 W/m², o que corresponde a

β=10log⁡110−12=120 dB\beta = 10 \log\frac{1}{10^{-12}} = 120\ \text{dB}

⚠️ A armadilha: a (16), pelo uso cotidiano de “altura” como “volume”. Em Física, altura é frequência; bel e decibel medem a intensidade (o “volume”).

A ideia em uma frase: ouvimos de 20 Hz a 20 kHz e de 10⁻¹² a cerca de 1 W/m² (0 a 120 dB); a intensidade cai com a distância e o som no ar é longitudinal.

Resposta: soma 66 (02 + 64).

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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