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Evelyn Clementino Barateiro
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1 Física Revisão Prova bimestral 3 os anos Julio jun/11 Nome: Nº: Turma: 1. (Unicamp) O ruído sonoro nas proximidades de rodovias resulta, predominantemente, da compressão do ar pelos pneus de veículos que trafegam a altas velocidades. O uso de asfalto emborrachado pode reduzir significativamente esse ruído. O gráfico a seguir mostra duas curvas de intensidade do ruído sonoro em função da frequência, uma para asfalto comum e outra para asfalto emborrachado. a) As intensidades da figura foram obtidas a uma distância r = 10 m da rodovia. Considere que a intensidade P do ruído sonoro é dada por I = 2 4π r, onde P á a potência de emissão do ruído. Calcule P na frequência de 1000 Hz para o caso do asfalto emborrachado. b) Uma possível explicação para a origem do pico em torno de 1000 Hz é que as ranhuras longitudinais dos pneus em contato com o solo funcionam como tubos sonoros abertos nas extremidades. O modo fundamental de vibração em um tubo aberto ocorre quando o comprimento de onda é igual ao dobro do comprimento do tubo. Considerando que a frequência fundamental de vibração seja 1000 Hz, qual deve ser o comprimento do tubo? A velocidade de propagação do som no ar é v = 340 m/s. 2. (Pucrs) O eco é o fenômeno que ocorre quando um som emitido e seu reflexo em um anteparo são percebidos por uma pessoa com um intervalo de tempo que permite ao cérebro distingui-los como sons diferentes. Para que se perceba o eco de um som no ar, no qual a velocidade de propagação é de 340 m/s, é necessário que haja uma distância de 17,0 m entre a fonte e o anteparo. Na água, em que a velocidade de propagação do som é de 1.600m/s, essa distância precisa ser de: a) 34,0 m b) 60,0 m c) 80,0 m d) 160,0 m e) 320,0 m

2 3. (Ita 2010) Considere o modelo de flauta simplificado mostrado na figura, aberta na sua extremidade D, dispondo de uma abertura em A (próxima à boca), um orifício em B e outro em C. Sendo AD 34,00 cm, AB BD,BC CD e a velocidade do som de 340,0 m/s, as frequências esperadas nos casos: (i) somente o orifício C está fechado, e (ii) os orifícios B e C estão fechados, devem ser, respectivamente: a) 2000 Hz e 1000 Hz. b) 500 Hz e 1000 Hz. c) 1000 Hz e 500 Hz. d) 50 Hz e 100 Hz. e) 10 Hz e 5 Hz. 4. (Ufg) Durante a construção de uma estrada, o motor de uma máquina compactadora de solo, similar a um bate-estaca, emite um som de 68 Hz na entrada de um túnel reto, que mede 30 m de comprimento. Um pedestre transitando pelo túnel percebe que uma onda sonora estacionária é formada no interior do túnel, notando a ocorrência de posições de alta intensidade sonora e pontos de silêncio (intensidade sonora nula). Dado que a velocidade do som é de 340 m/s, quantos pontos de intensidade nula o pedestre vai contar ao atravessar o túnel? a) 6 b) 12 c) 13 d) 24 e) (Ufg 2010) Um violão possui seis cordas de mesmo comprimento L, porém, de massas diferentes. A velocidade de propagação de uma onda transversal em uma corda é dada por v = T/μ, onde T é a tensão na corda e μ, sua densidade linear de massa. A corda vibra no modo fundamental, no qual o comprimento L corresponde a meio comprimento de onda λ. A frequência de vibração de uma corda do violão aumentará se a) μ aumentar. b) v diminuir. c) L diminuir. d) λ aumentar. e) T diminuir. 2

3 6. (Fgvrj 2010) A avaliação audiológica de uma pessoa que apresentava dificuldades para escutar foi realizada determinando-se o limiar de nível sonoro de sua audição (mínimo audível), para várias frequências, para os ouvidos direito e esquerdo separadamente. Os resultados estão apresentados nos gráficos abaixo, onde a escala de frequência é logarítmica, e a de nível sonoro, linear. A partir desses gráficos, pode-se concluir que essa pessoa a) não escuta um sussurro de 18 db, independente de sua frequência. b) percebe o som da nota musical lá, de 440 Hz, apenas com o ouvido esquerdo, independente do nível sonoro. c) é surda do ouvido esquerdo. d) escuta os sons de frequências mais altas melhor com o ouvido direito do que com o esquerdo. e) escuta alguns sons sussurrados, de frequência abaixo de 200 Hz, apenas com o ouvido direito. 7. (Uece 2010) Os termos a seguir estão relacionados às ondas sonoras. I - Volume se refere à intensidade da sensação auditiva produzida por um som e depende da intensidade e da frequência da onda. II - Altura se refere a uma qualidade da onda que depende somente da sua frequência: quanto menor a frequência maior a altura. III - Batimento se refere às flutuações na intensidade do som quando há interferência de duas ondas sonoras de mesma frequência. IV - Timbre é uma característica que depende da frequência e da intensidade dos tons harmônicos que se superpõem para formar a onda sonora. 3

4 Está correto o que se afirma em a) I e II, apenas. b) II e III, apenas. c) III e IV, apenas. d) I e IV, apenas. 8. (Ufpr 2011) Uma fila de carros, igualmente espaçados, de tamanhos e massas iguais faz a travessia de uma ponte com velocidades iguais e constantes, conforme mostra a figura abaixo. Cada vez que um carro entra na ponte, o impacto de seu peso provoca nela uma perturbação em forma de um pulso de onda. Esse pulso se propaga com velocidade de módulo 10 m/s no sentido de A para B. Como resultado, a ponte oscila, formando uma onda estacionária com 3 ventres e 4 nós. Considerando que o fluxo de carros produza na ponte uma oscilação de 1 Hz, assinale a alternativa correta para o comprimento da ponte. a) 10 m. b) 15 m. c) 20 m. d) 30 m. e) 45 m. 9. (Udesc 2011) Dois tubos sonoros de um órgão têm o mesmo comprimento, um deles é aberto e o outro fechado. O tubo fechado emite o som fundamental de 500 Hz à temperatura de 20oC e à pressão atmosférica. Dentre as frequências abaixo, indique a que esse tubo não é capaz de emitir. a) 1500 Hz b) 4500 Hz c) 1000 Hz d) 2500 Hz e) 3500 Hz 4

5 10. (UFRJ) Um observador nota que ondas de frequência constante vindas do alto-mar, ao se aproximarem de uma praia, mudam sua direção de propagação ao passarem sobre um banco de areia, o qual reduz a profundidade no local de h 0 para h. As figuras abaixo mostram que as ondas incidem com um ângulo de 45º e se refratam com um ângulo de 30º. Sabendo que a velocidade de propagação dessas ondas é diretamente proporcional à raiz quadrada da profundidade local, calcule a razão h/h Uma luz monocromática de determinado comprimento de onda ilumina perpendicularmente duas fendas paralelas separadas por 1 mm de distância. Num anteparo colocado a 1,5 m de distância das fendas, dois máximos de interferência consecutivos estão separados por uma distância de 0,75 mm. Qual é o comprimento de onda do feixe de luz utilizado? 12. (Fuvest) O som de freqüência mais baixa, dita fundamental, emitido por um tubo sonoro fechado numa extremidade, corresponde a um comprimento de onda igual a quatro vezes o comprimento L do tubo. Sabe-se que o valor V da velocidade do som no ar pode ser obtido pela expressão V 20 T, onde V é em m/s e T é a temperatura absoluta do ar em kelvin (K). Quando o tubo contém ar e estando ambos a 300K (temperatura ambiente), a freqüência fundamental emitida é f 0 =500 hertz. a) Determine o comprimento L do tubo. b) Desprezando a dilatação do tubo, determine a temperatura T, comum ao tubo e ao ar nele contido, na qual a freqüência fundamental emitida é 2f 0. c) Considerando agora a dilatação do tubo, o valor da freqüência fundamental emitida à temperatura T, calculada no item anterior, será maior, igual ou menor do que 2f 0? Justifique. 5

6 13. (Ufpa) A figura ao lado representa valores típicos do nível sonoro, expresso em decibéis (db). As setas indicam os níveis sonoros, produzidos por um motor de automóvel e pelas turbinas de um avião em funcionamento. Pergunta-se: a) Se o limiar de audição corresponde a uma intensidade de W/m 2, quanto vale a intensidade sonora produzida por um automóvel, em W/m 2? b) Quantas vezes a intensidade sonora produzida por um avião é maior do que o limiar de audição? c) Quantos automóveis idênticos, em funcionamento, são necessários para produzir o mesmo nível sonoro de um avião? Gabarito: 1. a) P 6 P 3 I 3,0 10 P 3,8 10 W r 4 (10) b) L = 0,17 m 2. Alternativa C 3. Alternativa C 4. Alternativa B 5. Alternativa C 6. Alternativa E 7. Alternativa D 8. Alternativa B 9. Alternativa C 10. 0, m a) L m 10 b) 1200 K c) f < 2f 0. Considerando a dilatação do tubo, L aumenta diminuindo f. 13. a) 10-3 W/m 2 b) vezes c) 10 4 automóveis 6

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