PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 120 do ENEM 2018
Nos manuais de instalação de equipamentos de som há o alerta aos usuários para que observem a correta polaridade dos fios ao realizarem as conexões das caixas de som. As figuras ilustram o esquema de conexão das caixas de som de um equipamento de som mono, no qual os alto-falantes emitem as mesmas ondas. No primeiro caso, a ligação obedece às especificações do fabricante e no segundo mostra uma ligação na qual a polaridade está invertida.
O que ocorre com os alto-falantes E e D se forem conectados de acordo com o segundo esquema?
- AO alto-falante E funciona normalmente e o D entra em curto-circuito e não emite som.
- BO alto-falante E emite ondas sonoras com frequências ligeiramente diferentes do alto-falante D provocando o fenômeno de batimento.
- CO alto-falante E emite ondas sonoras com frequências e fases diferentes do alto-falante D provocando o fenômeno conhecido como ruído.
- DO alto-falante E emite ondas sonoras que apresentam um lapso de tempo em relação às emitidas pelo alto-falante D provocando o fenômeno de reverberação.
- EO alto-falante E emite ondas sonoras em oposição de fase às emitidas pelo alto-falante D provocando o fenômeno de interferência destrutiva nos pontos equidistantes aos alto-falantes.
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Resolução comentada
O alto-falante transforma o sinal elétrico em onda sonora: a membrana (cone) é empurrada para frente ou para trás conforme o sentido da corrente. Quando a polaridade é correta, os dois alto-falantes, recebendo o mesmo sinal (equipamento mono), empurram o ar ao mesmo tempo: as ondas saem em fase.
No segundo esquema, os fios da caixa D estão cruzados, e o sinal chega a ela com o sentido da corrente invertido. Quando o cone de E avança, o de D recua, e vice-versa. As ondas têm a mesma frequência e a mesma amplitude, mas estão defasadas de meia oscilação (180^\circ), ou seja, em oposição de fase.
O que acontece quando duas ondas em oposição de fase se encontram? Ocorre interferência destrutiva: a compressão de uma coincide com a rarefação da outra e o efeito se cancela. Isso é mais nítido nos pontos equidistantes das duas caixas, onde as ondas percorrem o mesmo caminho e chegam ainda em oposição de fase (diferença de caminho nula). Por isso o som fica mais fraco, principalmente nos graves.
Os demais fenômenos não se aplicam. Não há curto-circuito, pois a corrente só circula em sentido oposto. As frequências são iguais, então não há batimento nem ruído. Também não há atraso no tempo (reverberação), e sim inversão de fase.
Alternativa E.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AInverter a polaridade não causa curto-circuito; o alto-falante D funciona, só com o cone movendo-se em sentido oposto.
- BBatimento exige frequências ligeiramente diferentes, mas aqui as frequências são idênticas.
- CAs frequências são iguais; só a fase muda, e isso não produz ruído.
- DReverberação vem de reflexões e atraso no tempo, não de inversão de polaridade.
Assuntos: Fenômenos ondulatórios: interferência, difração e polarização, Ondas sonoras e acústica.
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