Física → Ondulatória Sílvio LISTA 1

DISCIPLINA: Física Ondulatória PROF. Sílvio
ASSUNTO:
ALUNO:
ACÚSTICA: Som
SÉRIE: SEMA TURMA(S): A - B
UNIDADE(S): (!) CENTRO () SUL 07 Maio 2013
LISTA
Nº:
‣ Qualidades Fisiológicas do som:
Os sons simples distinguem-se uns dos outros por duas características,
a saber, INTENSIDADE e ALTURA; os sons compostos,
além daquelas, diferenciam-se também pelo TIMBRE.
I - Altura ou Tonalidade: permite
identificar som grave ou agudo,
e está associada à frequência da
onda.
II - Intensidade ou Volume: per
mite identificar sons fortes ou fracos.
Depende da amplitude da onda sonora,
que é determinada pela potencia
da fonte emissora.
ACÚSTICA
A Intensidade do som é determinada pela razão entre a potência
da fonte emissora e a área que ele atinge.
Reverberação: Quando o som refletido chega ao ouvido
antes que o tímpano, já excitado pelo som direto, tenha tempo de se
recuperar da excitação (fase de persistência auditiva). Desta forma,
começa a ser excitado novamente, combinando duas excitações diferentes.
O resultado é uma 'confusão' auditiva, o que prejudica o discernimento
tanto do som direto quanto do refletido. É a chamada continuidade
sonora e o que ocorre em auditórios acusticamente mal planejados.
Eco: Quando o som refletido chega ao tímpano após este
ter sido excitado pelo som direto e ter-se recuperado dessa excitação.
Depois de ter voltado completamente ao seu estado natural (completou
a fase de persistência auditiva), começa a ser excitado novamente pelo
som refletido. Isto permite discernir perfeitamente as duas excitações.
Efeito Doppler – Fizeau:
Consiste na variação
aparente de frequência da onda
sonora, quando há movimento
relativo da fonte e/ou do observador.
ATIVIDADES
Intensidade sonora mínima: Limiar da audição:
I O = 10 -12 w/m 2
01) (Fei) O aparelho auditivo humano distingue no som 3 qualidades,
que são: altura, intensidade e timbre. A altura é a qualidade que permite
a esta estrutura diferenciar sons graves de agudos, dependendo
apenas da frequência do som. Assim sendo, podemos afirmar que:
a) o som será mais grave quanto maior for sua frequência
b) o som será mais grave quanto menor for sua frequência
c) o som será mais agudo quanto menor for sua frequência
d) o som será mais alto quanto maior for sua intensidade
Intensidade sonora máxima: desconforto Auditivo com início de
sensação dolorosa:
I = 1 w/m 2
Nível Sonoro: - Medida da sensação
auditiva no ser humano.
III - Timbre: permite identificar
sons de mesma frequência emitidos
por fontes sonoras diferentes.
É caracterizado pela forma da onda.
Fenômenos Ondulatórios (Sonoros) Na propagação do som
observam-se os fenômenos gerais da propagação ondulatória. Devido à
sua natureza longitudinal, o som não pode ser polarizado; sofre, entretanto,
os demais fenômenos, a saber: difração, reflexão, refração,
ressonância interferência e efeito Doppler.
A reflexão determina os fenômenos reforço, reverberação e
eco. Esses fenômenos se devem ao fato de que o ouvido humano só é
capaz de discernir duas excitações breves e sucessivas se o intervalo de
tempo que as separa for maior ou igual a 1/10 (0,1) do segundo. Este
décimo de segundo é a chamada persistência auditiva.
02) (Uel) Considere as afirmações a seguir.
I. O eco é um fenômeno causado pela reflexão do som num
anteparo.
II. O som grave é um som de baixa frequência.
III. Timbre é a qualidade que permite distinguir dois sons de
mesma altura e intensidade emitidos por fontes diferentes.
São corretas as afirmações.
a) I, apenas. b) I e II, apenas.
c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III.
03) (Puc) Um tubo sonoro está no ar (Vsom = 320 m/s) e emite um
som fundamental de frequência 80Hz. Os dois harmônicos seguintes são
emitidos com frequência respectivamente iguais a 240Hz e 400Hz.
Leia atentamente as afirmativas a seguir:
I. O tubo é certamente fechado em uma das extremidades.
II. O tubo só emite harmônicos de ordem ímpar.
III. O tubo possui 1,0 m de comprimento.
Assinale:
a) se apenas as afirmativas I e III estiverem corretas.
b) se apenas as afirmativas II e III estiverem corretas.
c) se apenas as afirmativas I e II estiverem corretas.
d) se todas as afirmativas estiverem corretas.
e) se todas as afirmativas estiverem incorretas.
04) (Ufrs) Dois sons no ar com a mesma altura diferem em intensidade.
O mais intenso tem, em relação ao outro,
a) apenas maior frequência.
b) apenas maior amplitude.
c) apenas maior velocidade de propagação.
d) maior amplitude e maior velocidade de propagação.
05) (Puc) Em linguagem técnica, um som que se propaga no ar pode
Reforço: Quando o som direto atinge o tímpano dos nossos
ser caracterizado, entre outros aspectos, por sua altura e por sua inten-
ouvidos, ele o excita. A excitação completa ocorre em 0,1 segundo. sidade. Os parâmetros físicos da onda sonora que correspondem às
Se o som refletido chegar ao tímpano antes do décimo de segundo, o características mencionadas são, RESPECTIVAMENTE:
som refletido reforça a excitação do tímpano e reforça a ação do som a) comprimento de onda e velocidade,
direto.
b) amplitude e velocidade, c) velocidade e amplitude,
d) frequência e amplitude, e) amplitude e frequência.
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06) (Uff) Ondas sonoras emitidas no ar por
dois instrumentos musicais distintos, I e II,
têm suas amplitudes representadas em função
do tempo pelos gráficos abaixo.
A propriedade que permite distinguir o som
dos dois instrumentos é:
a) o comprimento de onda,
b) a amplitude,
c) o timbre,
d) a velocidade de propagação,
e) a frequências.
07) (Unifesp) Se você colocar a sua mão em forma de concha junto a
um de seus ouvidos, é provável que você ouça um leve ruído. É um
ruído semelhante ao que se ouve quando se coloca junto ao ouvido
qualquer objeto que tenha uma cavidade, como uma concha do mar ou
um canudo. A fonte sonora que dá origem a esse ruído
a) é o próprio ruído do ambiente, e a frequência do som depende do
material de que é feita a cavidade.
b) são as partículas do ar chocando-se com as paredes no interior da
cavidade, e a frequência do som depende da abertura dessa cavidade.
c) é o próprio ruído do ambiente, e a frequência do som depende da
área da abertura dessa cavidade.
d) é o próprio ruído do ambiente, e a frequência do som depende da
forma geométrica da cavidade.
08) (Ufg) Sons musicais podem ser gerados por instrumentos de
cordas, como, por exemplo, o contrabaixo, violão, violino, etc. O comprimento
das cordas define a faixa de frequência em cada um desses
instrumentos. Neles,
( ) os sons são gerados por ondas estacionárias, produzidas nas
cordas.
( ) cada corda vibra originando uma onda sonora com frequência
igual à frequência de oscilação da corda.
( ) a onda mecânica transversal na corda produz uma onda sonora
transversal.
( ) as frequências dos sons gerados serão menores quanto menor for
o comprimento da corda.
09) (Ufv) Em alguns filmes de ficção científica a explosão de uma nave
espacial é ouvida em outra nave, mesmo estando ambas no vácuo do
espaço sideral. Em relação a este fato é CORRETO afirmar que:
a) isto ocorre na realidade e o som será ouvido com maior nitidez, por
não haver no meio material no espaço sideral.
b) isto ocorre na realidade pois, sendo a nave tripulada, possui seu
interior preenchido por gases.
c) isto ocorre na realidade uma vez que o som se propagará junto com
a imagem da mesma.
d) isto ocorre na realidade pois as condições de propagação do som no
espaço sideral são diferentes daquelas daqui da Terra.
e) isto não ocorre na realidade pois não é possível a propagação do
som no vácuo.
10) (Puc) Sobre conceitos e aplicações da Acústica, assinale a alternativa
INCORRETA:
a) Ondas sonoras são ondas mecânicas longitudinais.
b) As ondas sonoras propagam-se mais rapidamente nos sólidos e
líquidos do que nos gases.
c) Quanto mais grave for o som emitido, maior será a frequência da
onda sonora respectiva.
d) Na extremidade aberta de um tubo sonoro que produz um harmônico,
há um ventre de onda sonora estacionária.
e) O timbre de uma onda sonora pode identificar a fonte sonora que o
produziu.
11) (Ufmg) Mariana pode ouvir sons na faixa de 20Hz a 20kHz. Suponha
que, próximo a ela, um morcego emite um som de 40kHz.
Assim sendo, Mariana não ouve o som emitido pelo morcego, porque
esse som tem
a) um comprimento de onda maior que o daquele que ela consegue
ouvir.
b) um comprimento de onda menor que o daquele que ela consegue
ouvir.
c) uma velocidade de propagação maior que a daquele que ela consegue
ouvir.
d) uma velocidade de propagação menor que a daquele que ela consegue
ouvir.
fazem com que a frequência ouvida pelo morcego seja diferente da
frequência que ele emite. O morcego automaticamente traduz esta
diferença em uma velocidade relativa entre ele e a mariposa.
Algumas mariposas conseguem escapar da captura voando para longe
da direção em que elas ouvem ondas ultra-sônicas, o que reduz a
diferença de frequência entre o que o morcego emite e o que escuta,
fazendo com que o morcego possivelmente não perceba o eco.
(Halliday, Resnick e Walker, "Fundamentos de Física", v. 2, 6. ed. Rio de
Janeiro: LTC, 2002. p. 131)
Tanto o morcego quanto a mariposa parecem conhecer a física, ou seja,
conhecem a natureza. O fenômeno relacionado ao texto é:
a) o efeito Doppler. b) a onda de choque.
c) o cone de Mach. d) a propagação retilínea do som.
14) (Uel) No século XIX, o trabalho dos fisiologistas Ernest e Gustav
Fechner levou à quantificação da relação entre as sensações percebidas
pelos sentidos humanos e a intensidades dos estímulos físicos que as
produziram. Eles afirmaram que não existe uma relação linear entre
elas, mas logarítmica; o aumento da sensação S, produzido por um
aumento de um estímulo I, é proporcional ao logaritmo do estímulo, isto
é,
S – S o = K log (I/I o),
onde S o é a intensidade auditiva adotada como referência, I o é a intensidade
física adotada como referência associada a S o e K é uma constante
de proporcionalidade. Quando aplicada à intensidade auditiva, ou
sonoridade, a unidade de intensidade auditiva S, recebeu o nome de bel
(1 decibel = 0,1 bel), em homenagem a Alexander Grahan-Bell, inven
tor do telefone, situação em que foi assumido que K=1. Com base nesta
relação, é correto afirmar que se um som é 1000 vezes mais intenso
que a intensidade I³ do menor estímulo perceptível, a diferença de inten
sidade auditiva destes sons corresponde a:
a) 1000 decibéis b) 33,33 decibéis c) 30 decibéis
d) 3 decibéis e) 0,3 decibéis
15) (Ueg) A rigor, todo o processo de ultra-sonografia utiliza o eco.
São as ondas ultra-sônicas refletidas que mostram como está o feto no
ventre da mãe ou detectam falhas internas em estruturas metálicas. No
entanto, o equipamento que utiliza o eco na forma mais tradicional,
com propagação de ondas sonoras na água, é o sonar. O funcionamento
é simples: o navio emite a onda sonora em direção ao fundo do mar e,
a partir do eco dessa onda, obtém informações ou mapeia o fundo do
mar. O ramo da física que estuda os sons é a acústica.
GASPAR. A. "Física. Ondas, ópticas e termologia", São Paulo: Ática, p. 74.
Com base em seus conhecimentos no campo da acústica, assinale a
alternativa INCORRETA:
a) O eco caracteriza-se pela percepção distinta do mesmo som emitido
e refletido.
b) Se dois sons atingem o tímpano em um intervalo de tempo menor do
que 0,1 segundos, temos o fenômeno da reverberação.
c) A velocidade do som na água é de 340 km/s.
d) O ouvido humano só consegue distinguir dois sons quando o intervalo
de tempo entre eles for no mínimo de 0,1 segundo.
16) (Puc) Analise as afirmações a seguir.
I. Dois instrumentos musicais diferentes são acionados e emitem
uma mesma nota musical.
II. Dois instrumentos iguais estão emitindo uma mesma nota
musical, porém, com volumes (intensidades) diferentes.
III. Um mesmo instrumento é utilizado para emitir duas notas
musicais diferentes.
Assinale a principal característica que difere cada um dos dois sons
emitidos nas situações I, II e III respectivamente.
a) Amplitude, comprimento de onda e frequência.
b) Frequência, comprimento de onda e amplitude.
c) Timbre, amplitude e frequência.
d) Amplitude, timbre e frequência.
RESPOSTAS
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12
B E D B D C D * E C B A
13 14 15 16 // // // // // // // //
A C C C // // // // // // // //
08 - V V F F
Anotações/Rascunho
12) (Ufpe) O menor intervalo de tempo para que o cérebro humano
consiga distinguir dois sons que chegam ao ouvido é, em média, 100
ms. Este fenômeno é chamado persistência auditiva. Qual a menor
distância que podemos ficar de um obstáculo para ouvir o eco de nossa
voz? Dado: velocidade do som no ar = 330 m/s.
a) 16,5 m b) 17,5 m c) 18,5 m
d) 19,5 m e) 20,5 m
13) (Puc) Na escuridão, morcegos navegam e procuram suas presas
emitindo ondas de ultra-som e depois detectando as suas reflexões.
Estas são ondas sonoras com frequências maiores do que as que podem
ser ouvidas por um ser humano.
Depois de o som ser emitido através das narinas do morcego, ele poderia
se refletir em uma mariposa, e então retornar aos ouvidos do morcego.
Os movimentos do morcego e da mariposa em relação ao ar
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