Na tirinha de Mauricio de Sousa, os personagens Cebolinha e Cascão fazem uma brincadeira utilizando duas latas e um barbante. Ao perceberem que o som pode ser transmitido através do barbante, resolvem alterar o comprimento do barbante para ficar cada vez mais extenso. As demais condições permaneceram inalteradas durante a brincadeira.
SOUSA, M. Disponível em: www.monica.com.br. Acesso em: 2 out. 2012 (adaptado).
Na prática, à medida que se aumenta o comprimento do barbante, ocorre a redução de qual característica da onda sonora?
a) Altura.
b) Período.
c) Amplitude.
d) Velocidade.
e) Comprimento de onda.
✍ Resolução Em Texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Física (Ondulatória).
- Qualidades Fisiológicas do Som.
- Fenômenos Ondulatórios (Atenuação/Dissipação).
Tema/Objetivo Geral:
Compreender as características de uma onda mecânica (som) e diferenciar quais propriedades dependem da fonte (frequência/período), quais dependem do meio (velocidade) e quais dependem da energia/distância (amplitude).
Nível da Questão:
Médio.
Justificativa: Requer a distinção precisa entre termos do cotidiano e termos físicos. O aluno precisa saber que “Altura” na física não é volume, e que a perda de energia ao longo do trajeto afeta exclusivamente a amplitude.
Gabarito:
Letra C – Amplitude.
Resumo: Ondas mecânicas perdem energia à medida que se propagam em meios reais (devido ao atrito/aquecimento). A característica da onda associada à energia e à intensidade (volume) é a Amplitude. Quanto maior a distância, maior a perda de energia, menor a amplitude.
Resolução Passo a Passo
1️⃣ PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)
A Missão:
Cebolinha e Cascão aumentam o tamanho do fio do telefone de lata. A questão pergunta: O que diminui na onda sonora quando a distância aumenta?
Estamos procurando a variável física que “gasta” ou “enfraquece” com a viagem.
A Analogia Central (O Grito no Campo):
Imagine que você está gritando para um amigo.
- Se ele está perto, ele ouve forte.
- Se ele corre para longe (aumenta a distância), ele ouve fraco.
A sua voz mudou de fina para grossa? Não. A velocidade do som no ar mudou? Não.
O que mudou foi o “volume” (intensidade) que chegou lá. A questão quer o nome físico para “volume/energia”.
Nosso Plano de Ataque:
- Identificar o que se mantém constante (Fonte e Meio).
- Identificar o fenômeno da perda de energia (Dissipação).
- Associar energia à característica da onda correspondente (Amplitude).
2️⃣ PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)
Vamos usar o Dicionário de Ondulatória para traduzir os termos:
| Característica | Definição Física | Depende de quê? |
| Frequência (f) | Número de oscilações por segundo (Hz). Define se o som é Grave ou Agudo. | Depende da FONTE (quem fala). |
| Altura | Sinônimo de Frequência. Som Alto = Agudo / Som Baixo = Grave. | Depende da FONTE. |
| Velocidade (v) | Quão rápido a onda anda. | Depende do MEIO (tipo de corda e tensão). |
| Comprimento (λ) | Tamanho de uma onda inteira (λ=v/f). | Depende de v e f. |
| Amplitude (A) | Tamanho da oscilação (crista ao vale). Define o VOLUME e a ENERGIA. | Depende da ENERGIA inicial e da DISTÂNCIA (perdas). |
Conceito-Chave: Atenuação.
Em meios reais (como um barbante), a onda roça nas fibras, aquece o material e perde energia. Isso chama-se dissipação. Quando a energia cai, a amplitude cai.
3️⃣ PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)
Vamos analisar o experimento dos personagens.
- A Fonte: Cebolinha fala. Ele não muda a voz. Logo, a Frequência (e o Período) não muda. A voz não fica mais grossa nem mais fina só porque o fio é longo.
- O Meio: O texto diz que “as demais condições permaneceram inalteradas”. O barbante é o mesmo e a tensão (o quão esticado está) supõe-se idealmente ajustada. Logo, a Velocidade não muda (pois depende do meio).
- A Distância: Eles aumentam o fio. A onda tem que viajar mais.
- O barbante não é um meio perfeito. Ele oferece resistência.
- Parte da energia do som vira calor no barbante.
- Quanto mais barbante, mais energia é perdida.
Na física, a Intensidade (I) e a Energia (E) de uma onda são proporcionais ao quadrado da Amplitude
Se a energia diminui (o som chega “baixinho” ou fraco), significa que a Amplitude diminuiu.
Visualizando a Atenuação: Por que o Som Enfraquece? 📉
Observe a linha azul: a onda começa alta (grande Amplitude) e termina baixinha. No barbante, a energia do som é dissipada pelo atrito. Como a Amplitude representa a energia/volume, quanto maior a distância, menor a onda fica.
🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
CUIDADO com a palavra “Altura” (Letra A)!
No dia a dia, dizemos “abaixa o som” para diminuir o volume.
Na Física, Altura = Frequência.
- Som Alto = Agudo (Fino).
- Som Baixo = Grave (Grosso).
- Som Forte = Muito Volume (Muita Amplitude).
- Som Fraco = Pouco Volume (Pouca Amplitude).
A questão pergunta sobre a redução causada pela distância (enfraquecimento), logo é sobre Intensidade/Amplitude, e não sobre Altura/Frequência.
A Bússola (O Perfil do Culpado):
- Síntese do raciocínio: Aumentar a distância causa perda de energia (amortecimento). A propriedade gráfica que representa a energia é a altura da onda no desenho, chamada Amplitude.
- Expectativa: Devemos buscar “Amplitude”, “Intensidade” ou “Energia”.
4️⃣ PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)
a) Altura.
- Diagnóstico do Erro: Confusão semântica (Cotidiano x Física).
- Análise: Altura é a qualidade que diferencia sons graves de agudos (frequência). A voz do Cebolinha não muda de tom (não fica mais grossa) só porque viajou longe.
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
b) Período.
- Diagnóstico do Erro: Vínculo com a Fonte.
- Análise: O período (
TT) é o inverso da frequência. Como a frequência depende apenas da fonte (voz) e não muda, o período também não muda. - Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
c) Amplitude.
- Análise: Perfeito. Amplitude está ligada à quantidade de energia transportada pela onda. Como o barbante oferece resistência (atrito interno), a energia é dissipada ao longo do trajeto. Mais trajeto = mais perda de energia = menor amplitude (o som chega mais fraco).
- Conclusão: 🟢 Alternativa correta.
d) Velocidade.
- Diagnóstico do Erro: Propriedade do Meio.
- Análise: A velocidade de uma onda numa corda é dada por
(Tensão / Densidade linear). Se o barbante e a tensão são os mesmos, a velocidade é constante. Ela não “cansa” e corre mais devagar; ela apenas morre (amplitude zera) mantendo a mesma velocidade até o fim. - Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
e) Comprimento de onda.
- Diagnóstico do Erro: Dependência matemática.
- Análise: Pela equação fundamental
λ=v/f. Se a velocidade (v) é constante e a frequência (f) é constante, o comprimento de onda (λ) também será constante. As “cristas” da onda continuam com a mesma separação, apenas ficam mais “baixinhas” (menos amplitude). - Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
5️⃣ PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)
O som não muda de “personalidade” (frequência) na viagem, ele apenas perde a “força” (amplitude).
Resumo-flash: ⚡
“Longe demais, o som cansa: a energia se perde e a Amplitude balança menos.”
🧠 Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
Este mesmo princípio explica por que precisamos de repetidores em cabos de fibra óptica (internet) ou cabos elétricos submarinos. O sinal (seja luz ou eletricidade) sofre atenuação (perda de amplitude) com a distância. Os aparelhos amplificadores servem para “subir” a amplitude de volta, sem mudar a informação (frequência/código) que está sendo transmitida.
