UFSC 2023 — questão 26 de Física

Enunciado em texto

Após o retorno do cruzeiro, os professores de ciências da escola organizaram uma visita ao espaço cultural da cidade, onde estavam expostas réplicas de diversas obras, para que os estudantes percebessem a presença das ciências nas diferentes manifestações artísticas. Logo na entrada acontecia uma apresentação de um grupo de capoeira. Durante a performance era impossível não ficar encantado pelos movimentos coordenados embalados pelas canções e pelo som do berimbau. Esse instrumento musical, atualmente fundamental para a prática da capoeira, é formado por um galho roliço, em forma de arco, com um arame de comprimento L e densidade linear $\mu$, esticado com uma tensão T, que tem em sua extremidade uma cabaça, como mostra a figura.

[Figura: um berimbau: arco de madeira com o arame esticado entre as pontas e, perto da extremidade de baixo, a cabaça presa ao arco. No detalhe ampliado, a cabaça com a “boca” aberta e os “furos da base” por onde passa o cordão que a prende ao arco e ao arame.]

Disponível em: https://www.scielo.br/j/rbef/a/DqDwhHCJy5jB5mxRHmtsdsS/?lang=pt. Acesso em: 31 ago. 2022.

Ao longo da apresentação, alguns estudantes fizeram considerações sobre a física relacionada ao instrumento. Identifique a(s) correta(s).

(01) A cabaça faz o papel de uma “caixa de ressonância”, semelhante ao corpo do violão, para as vibrações produzidas no arame.

(02) Se não houvesse a cabaça, ao fazer o arame vibrar, o som produzido seria forte, uma vez que a menor parte da energia de vibração seria dissipada.

(04) As ondas produzidas no arame, refletidas nos pontos fixos, formam uma onda estacionária.

(08) Na configuração de onda estacionária no arame, a distância entre dois nós consecutivos é igual a um quarto do comprimento de onda das ondas que se superpõem.

(16) As frequências naturais das ondas de vibração do arame são dadas por $f = \frac{n}{2L}\sqrt{\frac{T}{\mu}}$.

(32) Não temos dificuldade em distinguir o som emitido por um violão do emitido por um berimbau para uma mesma frequência pois cada um deles tem uma característica sonora chamada “volume”.

(Enunciado e figura: Vestibular UFSC 2023 — 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).