A figura 1 mostra um instrumento musical constituído por vários tubos, abertos em uma extremidade e fechados na outra

UNIFESP 2022 - QUESTÃO 14

A figura 1 mostra um instrumento musical constituído por vários tubos, abertos em uma extremidade e fechados na outra, colocados lado a lado, e a figura 2 mostra a forma da onda sonora estacionária que corresponde à frequência fundamental de vibração desses tubos.

a) Considerando que a velocidade de propagação das ondas sonoras no ar seja 340 m/s e que a frequência fundamental da onda emitida por um dos tubos desse instrumento seja 170 Hz, calcule, em metros, o comprimento de onda dessa onda e o comprimento desse tubo.

b) A intensidade sonora (I) exprime a quantidade média de energia transportada por uma onda sonora (ΔE) através de uma unidade de área (ΔS) perpendicular à direção de propagação da onda, por unidade de tempo

O nível sonoro (β) indica a intensidade do som percebido pelo sistema auditivo humano e é definido, quando medido em dB, como β = 10 log I/I0, sendo I0 = 10⁻¹² W/m².

Supondo que a superfície da membrana timpânica de uma pessoa seja perpendicular à direção de propagação das ondas sonoras e tenha área de 6,0 × 10⁻⁵ m², calcule a quantidade de energia, em joules, que atinge essa membrana, em um segundo, quando essa pessoa ouve um som de nível sonoro igual a 60 dB.

QUESTÃO ANTERIOR:

- Em um recipiente de vidro de capacidade 250 cm³, são colocados 200 cm³ de glicerina, ambos inicialmente a 20 ºC. Em seguida, esse conjunto é aquecido até 70 ºC.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

a) I) Pela Equação Fundamental da Ondulatória, determina-se o comprimento de onda λ.

Vsom = λ f ⇒ 340 = λ 170

Da qual:

λ = 2,0 m

II) Da figura, o comprimento do tubo, L, corresponde a um quarto de λ (distância entre um nó e um ventre consecutivos). Logo:

Com β = 60 dB, ΔS = 6,0 . 10⁻⁵ m², Δt = 1,0 s e I0 = 10⁻¹² W/m², determina-se a quantidade de energia, ΔE, em joules, que atinge a membrana timpânica.