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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 49 (1º exame) da FUVEST 2002

1º exame · Física: Ondas sonoras e acústica

Texto-base das questões 41 a 60 · V

OBSERVAÇÃO (para todas as questões de Física): o valor da aceleração da gravidade na superfície da Terra é representado por g. Quando necessário adote: para g, o valor de 10\ \text{m}/s^2; para a massa específica (densidade) da água, o valor de 1.000\ \text{kg/m}^3 = 1\text{g/cm}^3; para o calor específico da água, o valor de 1{,}0\ \text{cal /(g.}^\circ\text{C)} ( 1\text{ caloria} \cong 4\text{ joules}).

O som de um apito é analisado com o uso de um medidor que, em sua tela, visualiza o padrão apresentado na figura abaixo. O gráfico representa a variação da pressão que a onda sonora exerce sobre o medidor, em função do tempo, em \mu\text{s} (1\ \mu\text{s} = 10^{-6}\text{ s}). Analisando a tabela de intervalos de freqüências audíveis, por diferentes seres vivos, conclui-se que esse apito pode ser ouvido apenas por

Seres vivos Intervalos de
Freqüência
cachorro 15 Hz – 45.000 Hz
ser humano 20 Hz – 20.000 Hz
sapo 50 Hz – 10.000 Hz
gato 60 Hz – 65.000 Hz
morcego 1000 Hz – 120.000 Hz

Gráfico da variação da pressão em função do tempo sobre uma malha quadriculada. A onda é periódica; uma indicação inferior mostra que o comprimento de duas divisões horizontais equivale a 10 µs, e um período completo da oscilação compreende quatro divisões horizontais (20 µs).

  1. A
    seres humanos e cachorros
  2. B
    seres humanos e sapos
  3. C
    sapos, gatos e morcegos
  4. D
    gatos e morcegos
  5. E
    morcegos
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Resolução comentada

A frequência vem do período da onda: f = \frac{1}{T}. Precisamos ler T no gráfico.

A indicação na parte inferior mostra que 2 divisões horizontais da malha valem 10\ \mu\text{s}, então cada divisão vale 5\ \mu\text{s}.

Observando a onda, um ciclo completo (de um pico ao pico seguinte) ocupa 4 divisões da malha. Os picos estão separados por 4 divisões, como descreve a figura.

  1. Período: T = 4 \times 5\ \mu\text{s} = 20\ \mu\text{s} = 20\times 10^{-6}\ \text{s} = 2\times 10^{-5}\ \text{s}.
  2. Frequência: f = \frac{1}{2\times 10^{-5}} = 5\times 10^{4}\ \text{Hz} = 50.000\ \text{Hz}.

Agora comparamos com a tabela, vendo quem escuta 50.000 Hz:

  • cachorro: até 45.000 Hz, não ouve;
  • ser humano: até 20.000 Hz, não ouve;
  • sapo: até 10.000 Hz, não ouve;
  • gato: até 65.000 Hz, ouve;
  • morcego: até 120.000 Hz, ouve.

Portanto, apenas gatos e morcegos ouvem esse apito.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AHumanos e cachorros têm limite superior (20.000 e 45.000 Hz) abaixo de 50.000 Hz.
  • BHumanos e sapos não alcançam 50.000 Hz.
  • CInclui o sapo, que só ouve até 10.000 Hz.
  • EO morcego ouve, mas o gato também (até 65.000 Hz), então não é só o morcego.

Assunto: Ondas sonoras e acústica.

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Ver como caiu na prova Questão 49 no caderno V da FUVEST 2002

Fonte: FUVEST 2002 · 1º exame. Prova oficial ↗