- A altura do som depende:
a) da velocidade do som.
b) da densidade do meio
c) do modo de vibração do corpo sonoro
d) da força do movimento vibratório
e) do número de vibração ou frequência do som.
a) da velocidade do som.
b) da densidade do meio
c) do modo de vibração do corpo sonoro
d) da força do movimento vibratório
e) do número de vibração ou frequência do som.
Passo 1
O enunciado pergunta claramente: “A altura do som depende:” e apresenta as alternativas:
a) da velocidade do som
b) da densidade do meio
c) do modo de vibração do corpo sonoro
d) da força do movimento vibratório
e) do número de vibração ou frequência do som
a) da velocidade do som
b) da densidade do meio
c) do modo de vibração do corpo sonoro
d) da força do movimento vibratório
e) do número de vibração ou frequência do som
O objetivo é escolher qual alternativa está correta.
Passo 2
Primeiro, precisamos saber o que é “altura do som” (vamos explicar sem assumir que você já sabe). A altura é a impressão auditiva que chamamos de “grave” ou “agudo”. Na física, essa impressão está ligada à frequência da vibração que produz o som. Vamos usar as notações básicas:
-
é a frequência (número de vibrações por segundo). -
é o período (tempo de uma vibração). Há a relação
onde
é medida em hertz (
) e
em segundos.
Também é útil a relação entre velocidade de propagação, comprimento de onda e frequência:
onde
é a velocidade da onda no meio,
é o comprimento de onda e
é a frequência. Vou explicar o que cada símbolo significa:
(m/s) é a rapidez com que a forma de onda se desloca no meio;
(m) é a distância entre cristas consecutivas;
(Hz) é quantas cristas passam por um ponto por segundo.
Passo 3
Por que a frequência determina a altura: a nossa audição associa frequências maiores a sons mais agudos. Exemplos práticos:
- O lá acima do meio (nota A4) tem frequência
. - Se dobrarmos a frequência para
, ouvimos a mesma nota uma oitava acima (mais aguda).
Portanto, quando a frequência aumenta, a altura percebida sobe; quando diminui, a altura cai.
Passo 4
Agora vamos analisar as alternativas e eliminar as erradas, explicando por quê.
a) “da velocidade do som.”
A velocidade aparece na fórmula
. Se a velocidade do som muda (por exemplo, em outro meio), o comprimento de onda
se ajusta para que a relação valha, mas a frequência
produzida por uma fonte estacionária geralmente não muda ao atravessar a fronteira entre meios — a frequência é determinada pela fonte. Assim, a velocidade do som altera
mas não a altura percebida enquanto a frequência for a mesma. Logo, a velocidade não é o fator direto que determina a altura.
A velocidade
Passo 5
b) “da densidade do meio”
A densidade do meio influencia propriedades como a velocidade do som (por exemplo, depende de
e da rigidez do meio), mas, de novo, isso muda
e
, não a frequência que a fonte emite. Portanto a densidade do meio não é a causa direta da altura. Em situações comuns, a densidade do meio não altera a sensação de agudo/grave a menos que a frequência da fonte mude.
A densidade do meio influencia propriedades como a velocidade do som (por exemplo,
Passo 6
c) “do modo de vibração do corpo sonoro”
O “modo de vibração” descreve quais padrões (harmônicos) estão presentes numa fonte vibrante. Por exemplo, uma corda tem modos harmônicos com frequências
O “modo de vibração” descreve quais padrões (harmônicos) estão presentes numa fonte vibrante. Por exemplo, uma corda tem modos harmônicos com frequências
onde
é o número do modo (
),
é o comprimento da corda,
é a tensão e
é a massa por unidade de comprimento. Aqui cada modo tem sua própria frequência: o modo fundamental (
) dá a frequência principal (aquela que normalmente determina a altura percebida). Se um corpo vibra em um modo diferente (por exemplo, ativa-se um harmônico forte), a frequência dominante pode mudar e a altura percebida pode mudar. Então, em certo sentido, o modo de vibração pode alterar a frequência emitida; porém o que a alternativa (e) expressa — a frequência — é o conceito direto e preciso que determina altura. Em provas de múltipla escolha, quando há uma alternativa que diz claramente “frequência”, essa é a resposta correta, porque o modo é um mecanismo que gera certas frequências, não o nome direto do que a audição percebe.
Passo 7
d) “da força do movimento vibratório”
A “força” ou a “força do movimento” está ligada à amplitude da vibração. Amplitude grande significa som mais forte (maior intensidade ou volume), ou seja, afetará a sonoridade (loudness), não a altura. Em sistemas não lineares muito extremos pode haver leve mudança de frequência com amplitude, mas na prática e em questões teóricas básicas amplitude ≠ frequência. Portanto esta alternativa está errada.
A “força” ou a “força do movimento” está ligada à amplitude da vibração. Amplitude grande significa som mais forte (maior intensidade ou volume), ou seja, afetará a sonoridade (loudness), não a altura. Em sistemas não lineares muito extremos pode haver leve mudança de frequência com amplitude, mas na prática e em questões teóricas básicas amplitude ≠ frequência. Portanto esta alternativa está errada.
Passo 8
Síntese e dica de prova: a altura do som é diretamente a percepção associada à frequência
. Se na prova aparecer a palavra “frequência” ou “número de vibração”, marque essa alternativa. Outras opções podem estar relacionadas (modo pode gerar diferentes frequências; velocidade e densidade alteram comprimento de onda) mas a pergunta é sobre “altura”, então a resposta direta e correta é a que fala em número de vibração/frequência.
Resposta
e) do número de vibração ou frequência do som.