O som são ondas sonoras perceptíveis pelo ouvido humano cuja frequência está compreendida entre 20 Hz e 20 kHz. Considerando os fenômenos sonoros e que o som se propaga com velocidade de 340 m/s (no ar), assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas:
A)Sabendo que o ouvido humano só pode distinguir dois sons no ar com um intervalo de 0,1 s, para que uma pessoa possa ouvir seu eco ela deve estar a, no mínimo, 17 m do obstáculo refletor.
B)Os fenômenos do eco e da reverberação são ocasionados pela reflexão do som.
C)A refração e a difração são fenômenos ondulatórios típicos das ondas eletromagnéticas, não podendo ser evidenciados em ondas sonoras.
D)Um som de comprimento de onda de 14 mm emitida por um animal não pode ser percebido por um ser humano, ambos no ar.
Gabarito oficial (preliminar)
V · V · F · V
Resolução
A) Verdadeira. O som vai e volta: $2d=v\,\Delta t=340\cdot 0{,}1=34\ \text{m}$, logo $d=17\ \text{m}$.
B) Verdadeira. Nos dois casos o som reflete em um obstáculo e retorna ao ouvinte. No eco, o som refletido chega separado do direto (intervalo $\ge 0{,}1\ \text{s}$). Na reverberação, o refletido chega logo após o direto e se confunde com ele.
C) Falsa. Refração e difração são comuns a todas as ondas. O som refrata ao mudar de meio ou de temperatura do ar, e difrata ao contornar um muro ou passar por uma porta.
D) Verdadeira. $f=\dfrac{v}{\lambda}=\dfrac{340}{0{,}014}\approx 2{,}4\times 10^{4}\ \text{Hz}=24\ \text{kHz}$, acima do limite de 20 kHz (ultrassom).
Q12
Termologia — Termometria — Escala termometrica construida em sala
Um grupo de alunos resolveu construir um termômetro caseiro. Para isso, utilizaram uma garrafinha com tampa, água, corante, canudinho e material para vedação (Figura A). Em seguida, os alunos colocaram o dispositivo em contato com gelo fundente, esperando atingir o equilíbrio térmico e marcaram o nível de água dentro do canudinho (20 °X). Depois, colocaram em contato com água em ebulição, esperaram atingir o equilíbrio térmico e também marcaram o nível de água dentro do canudinho (80 °X) (Figura B). Em relação ao termômetro construído pelos alunos, julgue as afirmativas em V para verdadeiras ou F para falsas. (Dado: 0 °C = 273 K).
A)A temperatura do corpo humano (37 °C) na escala construída pelos alunos corresponde a 42,2 °X.
B)Se fosse possível medir a temperatura da condensação do nitrogênio líquido (77 K) na escala construída pelos alunos, o valor corresponderia a -117,6 °X.
C)A pressão do gás contido dentro da garrafinha, quando o nível da água está em 20 °X, é menor que a pressão do ar externo à garrafinha.
D)A pressão do gás contido dentro da garrafinha, quando o nível da água está em 80 °X, é maior que a pressão do ar externo à garrafinha.
Gabarito oficial (preliminar)
V · F · F · F
Resolução
A) Verdadeira. Entre 0 °C e 100 °C a escala X vai de 20 a 80, ou seja, 60 divisões para 100 graus: $\dfrac{X-20}{80-20}=\dfrac{\theta}{100}$, então $X=20+0{,}6\,\theta$. Para $\theta=37$, $X=20+22{,}2=42{,}2\ ^\circ\text{X}$.
B) Falsa. $77\ \text{K}=77-273=-196\ ^\circ\text{C}$. Então $X=20+0{,}6\cdot(-196)=20-117{,}6=-97{,}6\ ^\circ\text{X}$. O valor $-117{,}6$ ignora o deslocamento de 20 °X.
C) Falsa. O canudinho está aberto para a atmosfera, de modo que o interior da garrafa fica em equilíbrio com a pressão externa (a coluna de líquido no tubo é pequena). Ao esfriar, o que muda é o volume do líquido, não a pressão do ambiente.
D) Falsa. Pelo mesmo raciocínio, o sistema aberto mantém a pressão praticamente igual à externa também a 80 °X. O gabarito oficial considera falsos os itens C e D.
