UFSC 2019 — questão 30 de Física
Enunciado em texto
As apresentações no Circo da Física se encerram de forma triunfal com a orquestra de cientistas. Nesse espetáculo, os músicos usam máscaras e roupas para homenagear grandes nomes da Física. Isaac Newton e Albert Einstein, por exemplo, tocam trompa e flauta, respectivamente. No quadro abaixo, estão os nomes dos cientistas homenageados, os instrumentos que tocam e suas características sonoras.
(No caderno, uma coluna “Imagem” traz a foto de cada instrumento.)
Quadro (cientista — instrumento — característica sonora):
- Albert Einstein — Flauta de Pan — Instrumento de sopro (Tubo fechado)
- Isaac Newton — Trompa — Instrumento de sopro (Tubo aberto)
- Michael Faraday — Trompete — Instrumento de sopro (Tubo aberto)
- Nikola Tesla — Saxofone — Instrumento de sopro (Tubo aberto)
- Max Planck — Violino — Instrumento de corda
- Marie Curie — Contrabaixo — Instrumento de corda
- Galileu Galilei — Harpa — Instrumento de corda
Com base no quadro, é correto afirmar que:
(01) no saxofone, a onda estacionaria produzida possui ventres nas duas extremidades do tubo.
(02) mesmo que todos os instrumentos musicais toquem a mesma nota, podemos distingui-los por causa de suas intensidades sonoras.
(04) duas notas musicais distintas, por exemplo Lá e Fá, tocadas por um mesmo instrumento possuem frequências diferentes.
(08) as ondas sonoras produzidas pelos instrumentos musicais não podem ser polarizadas porque são ondas longitudinais.
(16) as ondas sonoras produzidas pelos instrumentos de sopro possuem maior velocidade no ar do que as ondas sonoras produzidas pelos instrumentos de corda.
(32) na flauta de Pan, os comprimentos dos tubos definem as amplitudes das ondas sonoras produzidas.
(64) em todos os instrumentos musicais, as ondas estacionárias são produzidas devido aos fenômenos da refração e da interferência.
(Enunciado e figura: Vestibular UFSC 2019 — 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 afirmações de acústica a partir do quadro dos instrumentos.
(01) Verdadeira. O quadro classifica o saxofone como tubo aberto, e num tubo aberto as duas extremidades são ventres de deslocamento (o ar vibra livremente nas pontas).
(02) Falsa. O que distingue instrumentos tocando a mesma nota é o timbre (a forma da onda, isto é, a mistura de harmônicos que cada um produz), não a intensidade. Um piano e um violino, com o mesmo volume, continuam soando diferentes.
(04) Verdadeira. Notas diferentes são sons de alturas diferentes, isto é, de frequências diferentes (o Lá central tem 440 Hz; o Fá logo abaixo dele, cerca de 349 Hz).
(08) Verdadeira. Polarização é coisa de onda transversal (vibração perpendicular à propagação, que pode ser “filtrada” numa direção). O som no ar é longitudinal: não pode ser polarizado.
(16) Falsa. A velocidade do som depende do meio (o ar e sua temperatura), não da fonte: no ar, todos os sons andam com a mesma velocidade, cerca de 340 m/s (formulário).
(32) Falsa. O comprimento de cada tubo define a frequência (a nota) do som: tubos mais curtos, sons mais agudos. A amplitude depende de quão forte se sopra.
(64) Falsa. As ondas estacionárias resultam da reflexão da onda nas extremidades (da corda ou do tubo) e da interferência entre a onda que vai e a que volta. Refração não participa.
⚠️ A armadilha: a (02). Intensidade é o volume (forte ou fraco); timbre é a “cara” do som de cada instrumento.
A ideia em uma frase: altura é a frequência, intensidade é a amplitude e timbre é a forma da onda; e onda estacionária é reflexão mais interferência.
Resposta: soma 13 (01 + 04 + 08).
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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