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
Nível da Questão: Médio
Gabarito: C
1º Passo: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Comando: “Na prática, à medida que se aumenta o comprimento do barbante, ocorre a redução de qual característica da onda sonora?”
Objetivo: Identificar a característica da onda sonora que diminui com o aumento do comprimento do barbante.
Dica Geral: Lembre-se de que à medida que o comprimento do barbante aumenta, aspectos como a amplitude e a velocidade da onda sonora podem ser afetados.
2º Passo: Análise das Frases-Chave do Texto
“o som pode ser transmitido através do barbante”
- O som é transmitido por meio de vibrações que se propagam através do material sólido (barbante), fazendo com que as ondas sonoras sejam transmitidas de uma lata para outra.
“alterar o comprimento do barbante para ficar cada vez mais extenso”
- A alteração do comprimento do barbante é feita com o objetivo de observar como isso impacta na transmissão do som, ou seja, quanto mais extenso o barbante, maior a distância entre as latas.
“As demais condições permaneceram inalteradas”
- Além do comprimento do barbante, outras condições, como o ambiente, o som ou o tipo de material das latas, permaneceram constantes durante a brincadeira, permitindo que a análise se concentre apenas no efeito do comprimento do barbante na transmissão sonora.
3º Passo: Explicação dos Conceitos Importantes
O que é uma onda sonora?
É uma perturbação (um pulso de energia) que se propaga através de um meio material (como o ar, líquido ou sólido), resultando na transmissão de energia sonora. Essas ondas são formadas por compressões (onde as moléculas se agrupam) e descompressões (onde há separação das moléculas), que criam variações na pressão sonora e, consequentemente, produzem o som que ouvimos.
Diferença entre onda sonora e onda eletromagnética
As ondas eletromagnética são: rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raio-x, raio-γ. Elas se propagam com maior velocidade no vácuo, apesar de também conseguirem em meio sólido com menor velocidade. Já as ondas mecânicas, que é o caso da onda sonora, não conseguem se propagar sem matéria (vácuo) e, ao contrário das eletromagnéticas, se propagam mais rapidamente quanto mais denso for o material (metais, como a lata)
Relação entre comprimento do barbante e ondas sonoras
O comprimento do barbante influencia no comportamento da onda sonora transmitida. Quando o barbante é mais longo, o som se propaga de forma mais lenta e a amplitude da onda pode ser menor. Além disso, o comprimento afeta o tempo necessário para o som se propagar, visto que a distância é maior (no caso de poucos metros praticamente não faz diferença, pois a velocidade das ondas sonoras são, em geral, centenas de
metros por segundo).
4º Passo: Conclusão e Análise das Alternativas
A) Altura
- A altura do som é a característica que permite distinguir entre sons graves e agudos. Ela está relacionada com a frequência da onda (Hertz – Hz: eventos por segundo), que nesse caso não está sendo alterada.
- Conclusão: Alternativa Incorreta.
B) Período
- O período é o tempo para que um ciclo aconteça, mas nessa questão ele está constante
- Conclusão: Alternativa Incorreta.
C) Amplitude
- A amplitude está relacionada à intensidade das vibrações (a quantidade de energia transportada), dependendo diretamente do comprimento do barbante, pois a energia será dissipada ao longo do barbante, ficando mais “fraca”. Dentro do espectrograma, ela é a distância vertical (entre uma crista e um vale).
- Conclusão: Alternativa Correta.
D) Velocidade
- A velocidade da onda é constante, independentemente do comprimento do barbante, pois o meio (a lata e o barbante) não está sendo alterado.
- Conclusão: Alternativa Incorreta.
E) Comprimento de onda
- É a distância lateral no espectrograma, entre duas cristas ou dois vales consecutivos. Ela aumenta com o aumento da velocidade ou a redução da frequência de acordo com a fórmula v = λ × f
- Conclusão: Alternativa Incorreta.
Imagem ilustrativa da crista, vale, amplitude e comprimento de onda
5º Passo: Conclusão e Justificativa
A alternativa correta é C) Amplitude.
Ao aumentar o comprimento do barbante, a onda sonora se propaga com maior distância entre os ciclos, o que leva a uma redução da amplitude. A amplitude está diretamente relacionada à energia da onda e à percepção de intensidade do som, ou seja, quanto maior a amplitude, maior o volume ou a “altura” (no contexto como falamos no dia a dia, que está errado tecnicamente, pois na física a altura está ligada à frequência) percebida do som. Portanto, com o aumento do comprimento do barbante, ocorre a diminuição da amplitude.
Resumo Final
Ao alterar o comprimento do barbante, a onda sonora se propaga com menor amplitude, resultando na percepção de um som menos intenso. A amplitude é diretamente relacionada à energia da onda e à sua intensidade.
