(UNIMEP-SP) Assinale a alternativa correta:
a) a velocidade do som não depende do meio em que se propaga.
b) quanto maior a freqüência de uma onda sonora, mais grave será o som.
c) os ultra-sons são ondas sonoras, cuja freqüência é maior que 20 kHz .
d) toda onda sonora pode ser polarizada.
a) a velocidade do som não depende do meio em que se propaga.
b) quanto maior a freqüência de uma onda sonora, mais grave será o som.
c) os ultra-sons são ondas sonoras, cuja freqüência é maior que 20 kHz .
d) toda onda sonora pode ser polarizada.
Passo 1
O enunciado pede para assinalar a alternativa correta entre as quatro dadas. As alternativas são:
a) a velocidade do som não depende do meio em que se propaga.
b) quanto maior a freqüência de uma onda sonora, mais grave será o som.
c) os ultra-sons são ondas sonoras, cuja freqüência é maior que .
d) toda onda sonora pode ser polarizada.
a) a velocidade do som não depende do meio em que se propaga.
b) quanto maior a freqüência de uma onda sonora, mais grave será o som.
c) os ultra-sons são ondas sonoras, cuja freqüência é maior que
d) toda onda sonora pode ser polarizada.
Passo 2
Entender o que é velocidade do som e de onde ela depende.
- Velocidade de propagação de uma onda mecânica depende das propriedades do meio (rigidez e densidade). Para ondas sonoras em meios compressíveis (gases e líquidos) uma fórmula útil é
onde
é a velocidade do som,
é o módulo de compressibilidade (ou módulo volumétrico) do meio e
é a densidade do meio.
- Em gases ideais pode-se escrever, por exemplo,
onde
é a razão de capacidades caloríficas,
a constante universal dos gases,
a temperatura absoluta e
a massa molar do gás.
- Conclusão: a velocidade do som varia com o meio (e com a temperatura no caso dos gases). Logo a afirmativa (a) é incorreta.
Passo 3
Explicar relação frequência — altura do som (grave / agudo).
- Frequência
é o número de vibrações por segundo, medida em hertz ( ). Periodo é . - A velocidade, a frequência e o comprimento de onda
estão ligados por
- Percepção: sons de maior frequência são percebidos como mais agudos; sons de menor frequência são percebidos como mais graves.
- Portanto, a frase “quanto maior a freqüência … mais grave será o som” é contrária ao que ocorre; a alternativa (b) é falsa.
Passo 4
Definir ultra-sons.
- O intervalo audível típico para seres humanos vai aproximadamente de
a . - “Ultrassons” (ou ultra-sons) são ondas sonoras com frequência acima do limite superior da audição humana, normalmente definidas como maiores que
. - Assim a alternativa (c) está de acordo com a definição usual e é verdadeira.
Passo 5
Entender polarização de ondas e sua aplicação a ondas sonoras.
- Polarização é uma propriedade de ondas transversais que descreve a direção da oscilação (por exemplo, luz é onda transversal e pode ser polarizada).
- Ondas sonoras em fluidos (gases e líquidos) são ondas longitudinais: as partículas do meio oscilam na direção da propagação; ondas longitudinais não admitem polarização no sentido habitual porque não há direção transversal de oscilação a ser fixada.
- Em sólidos podem existir ondas transversais que, sim, podem ser polarizadas; contudo a expressão “toda onda sonora” normalmente se refere ao som como onda mecânica em meios como ar/água, que são longitudinais. Portanto afirmar que “toda onda sonora pode ser polarizada” é incorreto. A alternativa (d) é falsa.
Passo 6
Resumo da verificação das alternativas:
- (a) falsa — velocidade do som depende do meio (e da temperatura etc.).
- (b) falsa — maior frequência -> som mais agudo, não mais grave.
- (c) verdadeira — ultrassons têm frequência
. - (d) falsa — polarização aplica-se a ondas transversais; ondas sonoras em fluidos são longitudinais e não podem ser polarizadas.
Resposta
c)