Uma pessoa toca no piano uma tecla * correspondente à nota mi e, em seguida, a que corresponde a sol. Pode-se afirmar que serão ouvidos dois sons diferentes porque as ondas sonoras correspondentes a essas notas têm:
\bigcirc amplitudes diferentes
\bigcirc frequências diferentes
\bigcirc intensidades diferentes
\bigcirc timbres diferentes

Passo 1

O enunciado diz: uma pessoa toca no piano primeiro a tecla que corresponde à nota mi e em seguida a tecla que corresponde à nota sol. Pergunta-se qual propriedade das ondas sonoras faz com que sejam ouvidos dois sons diferentes entre as opções: (1) amplitudes diferentes, (2) frequências diferentes, (3) intensidades diferentes, (4) timbres diferentes. As informações dadas são apenas que as duas notas são tocadas num mesmo piano, primeiro mi e depois sol. A tarefa é escolher qual das propriedades listadas explica que os sons sejam percebidos como diferentes.

Passo 2

O que é uma onda sonora, em termos simples: podemos representar uma componente sonora (modelo idealizado) por uma função senoidal no tempo. Uma forma simples e útil é
y(t)=A\sin\!\big(2\pi f t+\varphi\big).
Aqui:
  • A é a amplitude da onda (medida física da “altura” das cristas da pressão sonora);
  • f é a frequência (número de oscilações por segundo, em hertz, Hz);
  • \varphi é a fase inicial (deslocamento no tempo);
  • t é o tempo.
    Essa fórmula é um modelo didático: sons reais têm também harmônicos (sobretons), mas esse modelo já nos ajuda a entender amplitude, frequência, intensidade e timbre.

Passo 3

Amplitude e intensidade — definição e relação:
  • A amplitude A está ligada à “força” do deslocamento de pressão; na percepção humana ela está relacionada ao volume (mais amplitude → som mais alto).
  • A intensidade sonora I (energia por unidade de área por unidade de tempo) é proporcional ao quadrado da amplitude. Em forma simples:
I \propto A^{2}.
Exemplo rápido: se você dobrar a amplitude ( A' = 2A), a intensidade será quatro vezes maior ( I' = (2A)^{2}=4A^{2}=4I). Assim, amplitude e intensidade dizem respeito ao quão forte/alto um som é, não ao seu tom (altura musical).

Passo 4

Frequência e percepção de altura (pitch):
  • A frequência f determina quantas oscilações ocorrem por segundo e é o que percebemos como altura ou nota (pitch). Notas diferentes têm frequências fundamentais diferentes.
  • Relação com período: T=\dfrac{1}{f}, onde T é o tempo de uma oscilação completa.
    Exemplo prático em afinação padrão ( A_{4}=440\\ \mathrm{Hz}): as frequências típicas (temperamento igual) são aproximadamente
\text{Mi (E4)}\approx 329{,}63\\ \mathrm{Hz},\qquad \text{Sol (G4)}\approx 392{,}00\\ \mathrm{Hz}.
Como 329{,}63\\ \mathrm{Hz}\neq 392{,}00\\ \mathrm{Hz}, as duas notas têm frequências diferentes — por isso soam como notas distintas (mi é mais grave que sol, neste exemplo de oitava).

Passo 5

Timbre — definição e como se comporta num piano:
  • O timbre é a “cor” do som: depende da combinação dos harmônicos (sobretons) e da forma do pulso. É o que nos permite distinguir um piano de um violino mesmo tocando a mesma nota e mesma intensidade.
  • Num mesmo instrumento (aqui, um piano), o timbre é característico do instrumento; ao tocar mi e sol no mesmo piano, ambos carregam o mesmo “tipo” de timbre (mesma família sonora), embora a amplitude relativa dos harmônicos varie um pouco com a nota. Mas a diferença de timbre entre notas do mesmo piano é pequena comparada à diferença entre instrumentos diferentes.

Passo 6

Comparando as opções com o que o enunciado dá:
  • Amplitude diferente? Pode ser, dependendo de como a tecla é pressionada, mas o enunciado não diz que a pessoa tocou mi e sol com intensidades distintas. Mesmo que amplitudes sejam iguais, ainda assim notes diferentes (mi e sol) são percebidas diferentes se as frequências forem diferentes.
  • Intensidade diferente? Intensidade está ligada à amplitude; mudar intensidade muda o volume, não a nota (pitch).
  • Timbre diferente? No mesmo piano, o timbre é essencialmente o mesmo tipo de timbre; duas notas diferentes no mesmo piano não são principalmente “diferentes” por timbre, e a pergunta quer a razão básica pela qual ouvimos dois sons diferentes (isto é, notas diferentes).
  • Frequência diferente? Sim: notas musicais distintas correspondem a frequências fundamentais diferentes; essa é a razão direta pela qual ouvimos duas notas distintas (mi versus sol).

Passo 7

Conclusão didática: o que faz com que mi e sol sejam identificadas como duas notas diferentes é a diferença nas frequências fundamentais das ondas sonoras que o piano produz. Amplitude/intensidade controlam o volume; timbre controla a cor do som (instrumento); mas a identidade da nota (altura) vem da frequência.

Resposta

frequências diferentes

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