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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 46 (2º semestre) da UFG 2013

2º semestre · Física: Ondas sonoras e acústica

Um ferreiro molda uma peça metálica sobre uma bigorna (A) com marteladas a uma frequência constante de 2 Hz. Um estudante (B) pode ouvir os sons produzidos pelas marteladas, bem como os ecos provenientes da parede (C), conforme ilustra a figura.

Ilustração esquemática mostrando uma parede C à esquerda, uma bigorna A a uma distância horizontal d da parede sendo golpeada por um martelo, e um estudante B sentado em uma cadeira à direita.

Considerando-se o exposto, qual deve ser a menor distância d, entre a bigorna e a parede, para que o estudante não ouça os ecos das marteladas?

Dado:
Velocidade do som no ar: 340 m/s

  1. A
    42 m
  2. B
    85 m
  3. C
    128 m
  4. D
    170 m
  5. E
    340 m
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Resolução comentada

Para o estudante não ouvir o eco, o som refletido na parede deve chegar até ele exatamente junto com a martelada seguinte. Assim, o eco fica "escondido" dentro do novo som. Isso vale para a menor distância d.

Como o estudante está ao lado da bigorna, o som vai de A até a parede e volta, percorrendo 2d.

  1. Período das marteladas: T = \frac{1}{f} = \frac{1}{2\ \text{Hz}} = 0{,}5\ \text{s}.

  2. O tempo de ida e volta do som deve ser igual a esse período: t = \frac{2d}{v} = T.

  3. Isolando d:

d = \frac{v\,T}{2} = \frac{340 \times 0{,}5}{2} = 85\ \text{m}

Com essa distância, o eco de uma martelada coincide com a martelada seguinte e não é percebido como um som separado. Para distâncias menores, o eco chegaria antes da próxima martelada e seria ouvido separadamente.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa D engana quem faz d = vT = 170 m, esquecendo que o som vai até a parede e volta, percorrendo 2d.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa um tempo de 0,25 s no percurso de ida e volta, ou divide por 4, o que não coincide com o período de 0,5 s.
  • CNão corresponde a nenhuma relação coerente entre o período e o percurso de ida e volta.
  • DUsa d = vT e esquece que o som percorre a distância duas vezes (ida e volta).
  • EUsa d = v \cdot 1\ \text{s}, confundindo a frequência com o período e ignorando a ida e volta.

Assunto: Ondas sonoras e acústica.

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Ver como caiu na prova Questão 46 no caderno 1ª etapa da UFG 2013

Fonte: UFG 2013 · 2º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗