Questões de Concurso sobre Acústica

“Para uma criatura tão pequena quanto o homem, parece que todas as massas e montanhas devem retumbantemente responder às impressões de suas volições, como se a maior parte de sua essência espiritual não fosse em si própria uma coisa solidária. Mas se alguma vez você conseguiu a solidão no mar, então sabe o quão pequena e insignificante, e quão inapelavelmente solidária, e o quão eternamente condenada, é toda a loucura do homem!" (Melville, Herman. Moby Dick. 1851).

Assim como os marinheiros em "Moby Dick" percebem a imensidão e a solidão do mar, as baleias jubarte utilizam seus complexos cantos para se comunicarem em vastas distâncias no oceano. Esses cantos são fundamentais para a comunicação, navegação e acasalamento das baleias. No entanto, o homem, em sua loucura expansionista, por meio da navegação marítima intensiva, tem introduzido níveis significativos de poluição sonora nos oceanos, afetando a capacidade das baleias de se comunicarem eficazmente.

Considere que a frequência dos cantos das baleias varia de 20 Hz a 10 kHz e que a velocidade do som na água é de, aproximadamente, 1500 m/s. Além disso, considere os efeitos da atenuação sonora no meio aquático e a interferência das ondas de baixa frequência geradas pelos motores dos navios.

À respeito do impacto da navegação marítima sobre as baleias e os aspectos físicos da emissão do som por esses animais, assinale a alternativa correta:

Durante a preparação das performances musicais de grandes compositores da música clássica, como Johannes Brahms e Franz Liszt, afinadores de piano profissionais serviam-se de fenômenos acústicos para garantir que os instrumentos produzissem sons harmoniosos e agradáveis aos espectadores. A combinação de diferentes notas tocadas ou cantadas simultaneamente corresponde fisicamente à superposição de perturbações acústicas no ar cujo resultado depende tanto dos instrumentos em si, quanto das condições geométricas e de ocupação da sala de concertos.

Os afinadores de piano escutavam cuidadosamente os sons emitidos enquanto ajustavam a tensão das cordas do piano até que a modulação de amplitude diminuísse e, eventualmente, desaparecesse, indicando que as cordas estavam em perfeita afinação.

Nesse contexto, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:

I.A interferência de duas ondas sonoras de frequências ligeiramente diferentes emitidas na percussão de cordas do piano resulta em um fenômeno conhecido como batimento.

PORQUE

II A interferência construtiva e destrutiva alternada das ondas sonoras resulta em variações periódicas na amplitude da onda resultante, que são percebidas como variações de intensidade sonora.

À respeito dessas asserções, assinale a opção correta:

No estudo da propagação de ondas sonoras no ar, recorre-se ao experimento de ondas estacionárias em tubos contendo água. Nesse experimento, um tubo contendo água é equipado com um alto-falante conectado a um gerador de frequência variável, posicionado próximo à extremidade aberta do tubo, conforme a Figura 5 a seguir. Quando a frequência gerada coincide com uma das frequências naturais de vibração da coluna de ar no tubo, ocorre a formação de ondas estacionárias.

Figura 5

Considerando uma configuração específica, conforme ilustrado na figura acima, onde 𝐻=1 𝑚, ℎ=75 𝑐𝑚, em uma região onde a velocidade do som no ar é aproximadamente 340 𝑚/𝑠, qual é a frequência da onda sonora?

Uma ambulância se aproxima de um observador parado na calçada com sua sirene ligada. A frequência real da sirene da ambulância é de 1200 Hz. À medida que a ambulância se aproxima do observador, ele percebe um aumento na frequência do som da sirene e quando a ambulância passa pelo observador e se afasta, ele percebe uma diminuição na frequência do som. Suponha que a velocidade do som no ar é de 340 m/s e que a ambulância está se movendo a uma velocidade de 30 m/s. Com base nessas observações, assinale a alternativa referente à frequência percebida da sirene da ambulância quando ela está se aproximando e quando está se afastando do observador.

Ao se efetuar em medidas do nivel de intensidade do som emitido por uma dada fonte, verifica-se uma redução constante de 9,0 dB ac ano. Sendo P_o, a potência original! da fonte e P a potência dez anos depois, qual é a razão $\frac{Po}{P}$ ?

Durante um conflito internacional, a cidade de Taipei, em Taiwan, está sob ataque da China. Uma sirene de alerta nuclear soa continuamente no centro da cidade a uma frequência de 700 Hz para avisar os habitantes do iminente perigo. Um motoqueiro que está fazendo entregas, ao ouvir a sirene, decide fugir rapidamente na direção oposta à fonte do som para se proteger em algum abrigo. Sabendo que a velocidade do som no ar é de, aproximadamente, 340 m/s, assinale a alternativa correta para a velocidade de fuga do motoqueiro se ele ouve a sirene com uma frequência percebida de 650 Hz. Neste caso, deve-se assumir que a velocidade da moto é mantida constante ao afastar-se da fonte fixa:

Durante uma prova de ciclismo uma ambulância ficou parada na pista e manteve a sirene ligada emitindo um som de frequência igual a 1700 Hz. Um ciclista A, que se aproxima da ambulância, percebe uma frequência aparente do som igual a 1750 Hz e o ciclista B, que se afasta da ambulância, percebe uma freqüência aparente do som igual a 1650 Hz. Admitindo que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, assinale a alternativa correta.

Era 2 h da madrugada quando a sirene do prédio tocou e acordou a todos. Considerando o comprimento da onda sonora de 0,46 metro (m) e a velocidade do som no ar de 340 m.s^-1. A frequência da onda sonora emitida pela sirene será, aproximadamente, de

O som produzido pelas sirenes dispostas nas ambulâncias é geralmente mais agudo (de maior frequência) que o som das sirenes das viaturas de polícia. Essa alteração é importante e pode ser um grande diferencial no salvamento de vítimas. Considere que a onda sonora de uma sirene tenha comprimento de onda igual a 20 cm. Nesse caso, sabendo-se que a velocidade do som no ar é de, aproximadamente, 340 m/s, é correto afirmar que a frequência dessa onda é igual a

Uma pessoa está parada em um ponto de ônibus quando uma viatura da polícia, com a sirene ligada, aproxima-se com velocidade constante. O som ouvido pela pessoa durante a aproximação da viatura será

O petróleo é uma matéria-prima muito valiosa e métodos geofísicos são úteis na sua prospecção. É possível identificar a composição de materiais estratificados medindo-se a velocidade de propagação do som (onda mecânica) através deles. Considere que uma camada de 450 m de um líquido se encontra presa no subsolo entre duas camadas rochosas, conforme o esquema. Um pulso acústico (que gera uma vibração mecânica) é emitido a partir da superfície do solo, onde são posteriormente recebidas duas vibrações refletidas (ecos). A primeira corresponde à reflexão do pulso na interface superior do líquido com a camada rochosa. A segunda vibração deve-se à reflexão do pulso na interface inferior. O tempo entre a emissão do pulso e a chegada do primeiro eco é de 0,5 s. O segundo eco chega 1,1 s após a emissão do pulso.

Emissor e detector de pulsos

A velocidade do som na camada líquida, em metro por segundo, é

Instrumentos musicais são construídos com o propósito de produzir som. Em princípio, qualquer objeto capaz de emitir som pode ser considerado instrumento musical. Na origem da história humana e através das culturas, instrumentos musicais foram sendo produzidos a partir de pele de animais, ossos, madeira dentre outros materiais. A característica marcante e que nos permite distinguir os sons provenientes de instrumentos musicais construídos a partir de materiais distintos é

Duas fontes sonoras F₁ e F₂, distantes uma da outra, emitem sons em fase e em uníssono de frequência 1360 Hz. A 6,0 m da fonte F₂, um observador localizado em O e dotado de um decibelímetro bastante sensível, afirma estar registrando sons bem fortes, mais fortes do que nos pontos bem próximos de si. De acordo com a figura, o observador se encontra mais perto da fonte F₂ do que de F₁ . O experimento acontece no ar onde a velocidade do som é de 340 m/s.

Assinale a alternativa que exibe uma distância, em metros, do observador até a fonte F₁, satisfazendo as condições descritas.

O ouvido humano é capaz de perceber melhor os sons na frequência entre:

O som é uma onda mecânica longitudinal e, portanto, necessita de um meio material para se propagar. A faixa de frequência audível para os seres humanos é entre 20 Hz e 20.000 Hz. Considerando a velocidade do som no ar de 340 m/s, qual é o maior comprimento de onda sonora que se pode ouvir?

Nesse tipo de onda não existem cristas ou vales, mas sim, regiões de compressão, onde o meio se encontra mais denso, e regiões de estiramento, onde o meio se encontra menos denso.

Essa característica relaciona-se à qual tipo de onda? Marque a alternativa CORRETA:

Uma ambulância, com uma sirene ligada emitindo um som de frequência igual a 1037 Hz, desloca-se em direção ao observador. Esse observador está em repouso segurando um smartphone com o aplicativo Spectroid, que mede uma frequência de 1141 Hz (pico de -19 dB) para as ondas sonoras advindas da sirene, conforme observado na tela do aparelho:

Fonte: Tela do aplicativo Spectroid para smartphones android

Considerando que a velocidade do som no ar é igual a 330 m/s nesse local, a velocidade da ambulância em relação ao observador é

Geovana estava sentada em um banco de uma praça para alimentar pombos quando, na via pública ao lado, presenciou o atropelamento de um jovem ciclista. Logo em seguida, uma viatura dos bombeiros aproximou-se do local do acidente, a uma velocidade de 72 km/h, com sua sirene ligada, emitindo um som com frequência de 0,8 kHz.

Nessa situação hipotética, considerando-se que a velocidade do som no ar seja de 340 m/s, o som ouvido por Geovana tinha comprimento de onda igual a

A partir da intensidade sonora de 1 W/m² já é possível se perceber efeitos dolorosos para o ouvido humano. Considerando que o limiar da audição apresenta uma intensidade de 10^-12 W/m² , determine o nível sonoro, em bel, a partir do qual os efeitos dolorosos podem ser percebidos.

Em relação às suas propriedades físicas, quando se descreve um som como "fraco" e "grave" refere-se a uma onda sonora apresentando, respectivamente,