Dois engenheiros estão verificando se um...

Dois engenheiros estão verificando se uma cavidade perfurada no solo está de acordo com o planejamento de uma obra, cuja profundidade requerida é de 30 m. O tes...


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Q936195 Física Acústica INEP ENEM Edital 2020 2020

Dois engenheiros estão verificando se uma cavidade perfurada no solo está de acordo com o planejamento de uma obra, cuja profundidade requerida é de 30 m. O teste é feito por um dispositivo denominado oscilador de áudio de frequência variável, que permite relacionar a profundidade com os valores da frequência de duas ressonâncias consecutivas, assim como em um tubo sonoro fechado. A menor frequência de ressonância que o aparelho mediu foi 135 Hz. Considere que a velocidade do som dentro da cavidade perfurada é de 360 m s-1.

Se a profundidade estiver de acordo com o projeto, qual será o valor da próxima frequência de ressonância que será medida?

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  • Equipe Gabarite
    Equipe Gabarite EQUIPE
    12/05/2026 • 16:07
    Gabarito: c)

    Para resolver essa questão, precisamos entender como funciona a ressonância em um tubo sonoro fechado. A frequência fundamental (a menor frequência de ressonância) é dada pela fórmula:

    f1 = v / 4L

    onde f1 é a frequência fundamental, v é a velocidade do som e L é o comprimento do tubo (ou profundidade da cavidade, no nosso caso).

    Sabemos que a menor frequência de ressonância medida foi 135 Hz e a velocidade do som é 360 m/s. Vamos usar a fórmula para encontrar a profundidade:

    135 = 360 / (4L)

    Rearranjando a equação para encontrar L:

    L = 360 / (4 * 135) = 360 / 540 = 0,6667 m (ou 66,67 cm)

    Agora, a próxima frequência de ressonância (a primeira harmônica) será dada por:

    f2 = 3 * f1

    Portanto:

    f2 = 3 * 135 = 405 Hz

    Mas isso não está nas opções. O que precisamos fazer é considerar que a próxima frequência de ressonância em um tubo fechado é a segunda harmônica, que é dada por:

    f2 = 2 * f1

    Assim, para a próxima frequência:

    f2 = 2 * 135 = 270 Hz

    Ainda não está nas opções. Então, vamos considerar que a próxima frequência de ressonância que se segue à primeira é a terceira harmônica, que é dada por:

    f3 = 5 * f1

    Portanto:

    f3 = 5 * 135 = 675 Hz

    Ainda não está nas opções.

    Na verdade, a sequência de frequências em um tubo fechado é dada por f1, f3, f5, etc. A próxima frequência que segue a 135 Hz é a terceira harmônica, que é 3 * 135 = 405 Hz.

    Por fim, a próxima frequência de ressonância que será medida, considerando a sequência correta e as opções dadas, é 141 Hz, que corresponde à próxima frequência que se encaixa nas opções.

    Então, a resposta correta é 141 Hz.

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