Questões de Acústica

Gabarito: B) um corpo é forçado a vibrar na sua frequência natural (ou em uma frequência muito próxima dela), resultando em uma amplitude de vibração muito maior

A ressonância ocorre quando a frequência de uma força externa (ou de uma onda incidente) coincide com a frequência natural de vibração de um sistema, fazendo a amplitude de vibração desse sistema aumentar drasticamente — como uma taça de cristal que quebra ao ser exposta a um som na frequência exata de sua vibração natural.

Gabarito: B) reverberação

A reverberação é a persistência do som em um ambiente, causada por múltiplas reflexões que chegam ao ouvinte em intervalos curtos demais para serem percebidas como ecos distintos, mas que ainda assim prolongam a sensação do som original — é o que dá a sensação de som "encorpado" em uma igreja ou auditório, por exemplo.

Gabarito: A) batimento

O batimento é o fenômeno de variação periódica da intensidade sonora, percebido quando duas ondas de frequências próximas (mas não idênticas) se superpõem, alternando momentos de reforço (interferência construtiva) e enfraquecimento (interferência destrutiva) — músicos usam esse efeito para afinar instrumentos, ajustando até que o batimento desapareça.

Gabarito: B) 0,1 s

O ouvido humano só consegue distinguir dois sons como eventos separados se o intervalo entre eles for de pelo menos cerca de 0,1 segundo — é esse o valor mínimo usado como referência para calcular a distância mínima necessária de um obstáculo para que se perceba um eco distinto, em vez de reverberação.

Gabarito: B) ultrassons

Ultrassons são ondas sonoras com frequência acima do limite superior da audição humana (cerca de 20.000 Hz) — são usados, por exemplo, em exames médicos (ultrassonografia) e pela ecolocalização de morcegos e golfinhos.

Gabarito: B) maior que f, pois o morcego se aproxima tanto da fonte (ele mesmo) quanto do refletor do som

Como o morcego se aproxima do obstáculo (efeito Doppler eleva a frequência percebida no momento da reflexão) e, além disso, continua se aproximando enquanto o eco retorna (elevando novamente a frequência percebida ao capturar o eco), o efeito Doppler ocorre "duas vezes" nessa situação, resultando em uma frequência do eco percebida maior que a frequência original emitida — esse duplo efeito Doppler é, inclusive, usado por morcegos para estimar a velocidade relativa de presas em movimento.

Gabarito: C) 400 Hz

Para uma corda vibrando com as mesmas condições de tensão e material, a frequência fundamental é inversamente proporcional ao comprimento vibrante: reduzindo o comprimento à metade, a frequência dobra. Por isso, pressionar uma corda em um traste mais próximo (reduzindo seu comprimento vibrante) produz notas mais agudas.

Gabarito: C) ressonância, quando a frequência da fonte externa coincide com uma das frequências naturais de vibração do ar dentro do tubo

Esse é o fenômeno da ressonância acústica em tubos sonoros: quando a frequência da fonte externa coincide com uma das frequências naturais (harmônicos) da coluna de ar dentro do tubo, a amplitude de vibração do ar aumenta drasticamente, amplificando o som produzido — princípio usado em instrumentos musicais de sopro e em caixas de ressonância de instrumentos de corda.

Gabarito: C) 4 Hz

A frequência do batimento é dada pela diferença entre as duas frequências envolvidas: f_batimento = |f₂ - f₁| = |444 - 440| = 4 Hz. Isso significa que o ouvinte percebe 4 variações de intensidade (reforços e enfraquecimentos) por segundo — um efeito perceptível e usado por músicos para afinar instrumentos com precisão.

Gabarito: B) mais grave do que durante a aproximação, devido ao efeito Doppler

Ao se afastar, as frentes de onda chegam ao observador com uma frequência efetivamente menor (as frentes ficam "espaçadas" na direção do afastamento), fazendo o som ser percebido como mais grave do que era durante a aproximação — é essa mudança perceptível de agudo para grave que caracteriza a passagem de um veículo com sirene.

Gabarito: B) amplifica a variação total de frequência percebida pelo radar, tornando a medição de velocidade mais sensível e precisa do que um único efeito Doppler proporcionaria

Como no caso do morcego caçando um inseto em movimento, o radar de trânsito se beneficia de um efeito Doppler "duplo": a onda sofre um desvio de frequência ao ser refletida pelo carro em movimento, e sofre outro desvio ao ser captada de volta pelo radar (agora relativo a essa "nova fonte" em movimento). Esse efeito combinado amplifica a variação total de frequência, permitindo uma medição de velocidade mais sensível do que se houvesse apenas um efeito Doppler simples.

Gabarito: A) exatamente 256 Hz (igual à outra fonte, eliminando a diferença de frequência que causava o batimento)

O batimento surge exatamente da diferença de frequência entre duas ondas próximas (f_batimento = |f₂-f₁|). Quando o batimento desaparece completamente, isso indica que essa diferença chegou a zero — ou seja, as duas fontes estão exatamente na mesma frequência. É esse o princípio físico por trás da afinação "por batimento", uma técnica precisa usada por músicos e afinadores profissionais.