Um professor executa uma demonstração em que respira um pouco de Hélio e fala então com uma voz cômica. Um estudante explica que a velocidade do som no Hélio é mais elevada do que no ar, assim é aumentada a frequência fundamental das ondas estacionarias na boca. Um outro estudante diz: não, a frequência fundamental é determinada pelas cordas vocais e não pode ser alterada. Somente a qualidade da voz mudou. Qual estudante está correto?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão tá perguntando. Aí, um professor respira Hélio e fala de um jeito engraçado. Dois estudantes discordam sobre o porquê disso acontecer. A gente vai usar conceitos de física do som, especificamente sobre velocidade do som, frequência fundamental e qualidade da voz para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a velocidade do som depende do meio pelo qual ele está viajando. No ar, essa velocidade é mais baixa comparada ao Hélio. A fórmula pra velocidade do som (
) é:
Onde
Passo 3
Quando respiramos Hélio, o som produzido pelas nossas cordas vocais passa por um gás com maior velocidade de som. Mas a frequência fundamental (
) que nossas cordas vocais produzem é determinada pela tensão e massa das cordas, e isso não muda com o gás que estamos respirando.
Passo 4
Então, se a velocidade do som aumenta (
maior) e a frequência fundamental (
) permanece a mesma, o comprimento de onda (
) aumenta:
Comprimentos de onda maiores afetam as formas de ressonância na boca, alterando a qualidade ou o timbre da voz, fazendo-a soar mais aguda.
Passo 5
O primeiro estudante achou que a frequência fundamental aumentou por causa da maior velocidade do som, mas na verdade, foi o comprimento de onda que mudou, não a frequência. O segundo estudante disse que a frequência fundamental é definida pelas cordas vocais e não muda, apenas a qualidade da voz muda. Isso está correto.
Resposta
O segundo estudante está correto. A frequência fundamental das cordas vocais não muda com o Hélio, apenas a qualidade da voz altera devido à maior velocidade do som no gás.