Nos manuais de instalação de equipamentos de som há o alerta aos usuários para que observem a correta polaridade dos fios ao realizarem as conexões das caixas de som. As figuras ilustram o esquema de conexão das caixas de som de um equipamento de som mono, no qual os alto-falantes emitem as mesmas ondas. No primeiro caso, a ligação obedece às especificações do fabricante e no segundo mostra uma ligação na qual a polaridade está invertida.
O que ocorre com os alto-falantes E e D se forem conectados de acordo com o segundo esquema?
A) O alto-falante E funciona normalmente e o D entra em curto-circuito e não emite som.
B) O alto-falante E emite ondas sonoras com frequências ligeiramente diferentes do alto-falante D provocando o fenômeno de batimento.
C) O alto-falante E emite ondas sonoras com frequências e fases diferentes do alto-falante D provocando o fenômeno conhecido como ruído.
D) O alto-falante E emite ondas sonoras que apresentam um lapso de tempo em relação às emitidas pelo alto-falante D provocando o fenômeno de reverberação.
E) O alto-falante E emite ondas sonoras em oposição de fase às emitidas pelo alto-falante D provocando o fenômeno de interferência destrutiva nos pontos equidistantes aos alto-falantes.
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução
- Ondulatória (Fases das Ondas e Interferência)
- Eletromagnetismo (Funcionamento do Alto-Falante)
🔢 Nível da Questão
🔸 Médio – Exige compreensão de ondas, fase e interferência destrutiva.
✅ Gabarito
Alternativa E) O alto-falante E emite ondas sonoras em oposição de fase às emitidas pelo alto-falante D provocando o fenômeno de interferência destrutiva nos pontos equidistantes aos alto-falantes.
📝 Resolução Passo a Passo
🔍 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
A questão apresenta dois esquemas de conexão de alto-falantes:
- Polaridade correta – ambos os alto-falantes vibram em sincronia.
- Polaridade invertida – um dos alto-falantes tem a polaridade trocada.
O objetivo da questão é entender o efeito da inversão da polaridade do alto-falante D sobre o som emitido.
📌 Palavras-chave importantes
- Polaridade: Indica o sentido da corrente elétrica no alto-falante.
- Fase: Representa a posição da onda em seu ciclo de oscilação.
- Interferência destrutiva: Ocorre quando ondas de mesma frequência e fases opostas se anulam.
📖 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
🎵 Como funciona um alto-falante?
Um alto-falante converte sinais elétricos em vibrações mecânicas através de um eletroímã, que movimenta um diafragma e gera ondas sonoras.
🔄 O que acontece quando a polaridade é invertida?
Se invertermos a polaridade do alto-falante D, o fluxo de corrente elétrica será oposto, invertendo a fase da onda sonora gerada.
🌊 Onda sonora e fase
- Fases iguais ➝ As ondas se somam (interferência construtiva) 🔊🔊
- Fases opostas ➝ As ondas se anulam (interferência destrutiva) 🤫
✏ Passo 3: Tradução e Interpretação de Texto
A questão destaca que, no segundo esquema, a polaridade do alto-falante D está invertida. Isso significa que:
- Enquanto o alto-falante E empurra o ar para frente, o alto-falante D puxa o ar para trás.
- Isso cria ondas sonoras em oposição de fase, levando à interferência destrutiva.
- O som pode ser significativamente reduzido ou até anulado em certos pontos do ambiente.
🧠 Passo 4: Desenvolvimento do raciocínio
Se os dois alto-falantes estivessem em fase, suas ondas somariam e o som seria mais intenso.
Porém, ao inverter a polaridade do alto-falante D, ele oscila no sentido oposto ao alto-falante E.
Isso significa que:
- Nos pontos equidistantes dos alto-falantes, uma onda terá crista enquanto a outra terá vale.
- Como possuem mesma frequência e amplitudes semelhantes, mas fases opostas, ocorre interferência destrutiva.
- Resultado: O som é cancelado nesses pontos.
(Imagine duas pessoas puxando e empurrando uma corda ao mesmo tempo em direções opostas – a corda não se moveria! 🎢✋)
🔍 Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
🔴 Alternativa A – Errado!
“O alto-falante E funciona normalmente e o D entra em curto-circuito e não emite som.”
🚫 Erro: O alto-falante D não entra em curto-circuito, apenas oscila em fase invertida.
🔴 Alternativa B – Errado!
“O alto-falante E emite ondas sonoras com frequências ligeiramente diferentes do alto-falante D, provocando o fenômeno de batimento.”
🚫 Erro: As frequências são iguais! O problema ocorre por diferença de fase, não de frequência.
🔴 Alternativa C – Errado!
“O alto-falante E emite ondas sonoras com frequências e fases diferentes do alto-falante D, provocando o fenômeno conhecido como ruído.”
🚫 Erro: Frequências continuam iguais e o fenômeno resultante não é ruído, mas sim interferência destrutiva.
🔴 Alternativa D – Errado!
“O alto-falante E emite ondas sonoras que apresentam um lapso de tempo em relação às emitidas pelo alto-falante D, provocando o fenômeno de reverberação.”
🚫 Erro: A reverberação ocorre devido à reflexão do som no ambiente, não por inversão de fase entre alto-falantes.
✅ Alternativa E – Certo!
“O alto-falante E emite ondas sonoras em oposição de fase às emitidas pelo alto-falante D, provocando o fenômeno de interferência destrutiva nos pontos equidistantes aos alto-falantes.”
✔️ Correto: É exatamente o que acontece – ondas iguais, mas com fases opostas se anulam!
🎯 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
A inversão da polaridade de um dos alto-falantes causa um deslocamento de fase de 180°, resultando em interferência destrutiva nos pontos equidistantes aos alto-falantes.
Essa questão envolve conceitos fundamentais de ondas sonoras e interferência, muito cobrados no Enem. Se um dia você instalar um sistema de som e ele parecer “sem grave” ou com “som estranho”, pode ser justamente esse problema! 🎶🎛️
🎯 Resumo final:
- A inversão de polaridade de um alto-falante inverte sua fase.
- Ondas de mesma frequência, mas em oposição de fase, se cancelam.
- O fenômeno resultante é a interferência destrutiva.
Alternativa correta: E!
