Prova de Física: Ondas Estacionárias e Acústica para o 3º Ano

Tema: acústica, ondas estacionárias em cordas e tubos
Etapa/Série: 3º ano – Ensino Médio
Disciplina: Física
Questões: 20

Prova de Física – 3º Ano do Ensino Médio

Tema: Acústica, Ondas Estacionárias em Cordas e Tubos

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Esta prova contém 20 questões de múltipla escolha. Cada questão foi elaborada para avaliar os conhecimentos sobre acústica, ondas estacionárias em cordas e tubos, incentivando o raciocínio crítico e a aplicação prática dos conceitos.

Questões

1. Sobre as ondas sonoras, é correto afirmar que:

   1. A velocidade do som varia apenas em função da temperatura.
   2. As ondas sonoras são ondas transversais.
   3. O som não se propaga em meios líquidos.
   4. A frequência do som está relacionada à sua intensidade.

2. Em um tubo aberto nas duas extremidades, a frequência fundamental é dada pela fórmula:

   1. f = v / 2L
   2. f = v / L
   3. f = 2v / L
   4. f = L / v

3. Ao tocar uma corda de guitarra, a produção do som se dá por:

   1. Vibrações da massa da corda em movimento.
   2. Vibrações do ar em torno da corda.
   3. Interferência entre as ondas sonoras emitidas.
   4. Resistência da corda ao movimento do ar.

4. Em um tubo fechado em uma extremidade, a frequência fundamental pode ser encontrada por:

   1. f = v / L
   2. f = v / 4L
   3. f = 2v / L
   4. f = v / 2L

5. Qual das seguintes características das ondas sonoras está diretamente relacionada à altura do som?

   1. Amplitude
   2. Frequência
   3. Velocidade
   4. Comprimento de onda

6. Em relação às ondas estacionárias, considere a seguinte afirmação: “Em cordas fixas nas extremidades, as ondas estacionárias são formadas pela sobreposição de duas ondas progressivas de mesma amplitude e frequência em direções opostas.” Este enunciado é:

   1. Verdadeiro
   2. Falso

7. O que ocorre quando duas ondas sonoras de frequências ligeiramente diferentes se encontram?

   1. O efeito Doppler é percebido.
   2. O som produzido é amplificado continuamente.
   3. O fenômeno chamado de batimento é gerado.
   4. Não ocorre nenhum efeito perceptível.

8. Uma corda de guitarra tem um comprimento de 1,5 m e vibra na sua frequência fundamental. Sabendo que a velocidade do som na corda é de 300 m/s, qual a frequência fundamental da corda?

   1. 100 Hz
   2. 150 Hz
   3. 200 Hz
   4. 250 Hz

9. Um tubo de ressonância possui uma frequência fundamental de 200 Hz e está aberto nas duas extremidades. Qual é a sua primeira harmônica?

   1. 100 Hz
   2. 200 Hz
   3. 300 Hz
   4. 400 Hz

10. As ondas sonoras são descritas como ondas:

    1. Transversais e periódicas.
    2. Longitudinais e periódicas.
    3. Transversais e não periódicas.
    4. Longitudinais e não periódicas.

11. Numa onda estacionária formada em uma corda, os pontos que permanecem em repouso são chamados de:

    1. Nodos
    2. Antinodos
    3. Focais
    4. Harmônicos

12. Um tubo fechado em uma extremidade possui um comprimento de 1 m e a velocidade do som é de 340 m/s. Qual a frequência fundamental desse tubo?

    1. 170 Hz
    2. 340 Hz
    3. 680 Hz
    4. 850 Hz

13. Quando uma onda sonora viaja de um meio gasoso para um meio sólido, o que geralmente acontece com a velocidade da onda?

    1. A velocidade aumenta.
    2. A velocidade permanece a mesma.
    3. A velocidade diminui.
    4. Não é possível determinar.

14. Os harmônicos de uma corda achatada são definidos como:

    1. Os múltiplos inteiros da frequência fundamental.
    2. As frequências que interferem na onda estacionária.
    3. Os tipos de ondas produzidos em tubos fechados.
    4. As ondas que surgem na fase de repouso.

15. Um músico toca uma nota em um violino e, em seguida, muda a tensão da corda. Qual será o efeito no som produzido?

    1. Aumentará a amplitude do som.
    2. Aumentará a frequência do som.
    3. Aumentará a velocidade do som.
    4. A frequente permanecerá a mesma.

16. Em um tubo aberto, a onda estacionária tem antinodos nas extremidades e nodos no meio?

    1. Sim
    2. Não

17. A relação entre frequência e comprimento de onda de uma onda sonora é dada pela fórmula:

    1. λ = v / f
    2. f = λ / v
    3. v = f / λ
    4. λ = f * v

18. Qual é a importância do conceito de ressonância em sistemas acústicos?

    1. Aumenta a velocidade do som nos meios.
    2. É responsável pela amplificação do som em instrumentos musicais.
    3. Permite a formação de nodos em tubos fechados.
    4. Não possui importância prática.

19. Quando um tubo musical está cheio de água, como isso afeta a frequência de seu som?

    1. Diminuí sua frequência.
    2. Aumenta sua frequência.
    3. Não ocorre alteração na frequência.
    4. Reduz drasticamente o som emitido.

Gabarito Detalhado

1. 1. A – A velocidade do som varia com a temperatura e outros fatores, mas não apenas com a temperatura.
2. 2. A – Em um tubo aberto nas duas extremidades, a fórmula é f = v / 2L.
3. 3. A – A produção do som se dá por vibrações da massa da corda em movimento.
4. 4. B – Em um tubo fechado, a frequência fundamental é f = v / 4L.
5. 5. B – A altura do som está relacionada à frequência.
6. 6. A – A afirmação é verdadeira: ondas estacionárias surgem pela superposição de duas ondas em direções opostas.
7. 7. C – O fenômeno de batimento é gerado quando duas ondas de frequências próximas se encontram.
8. 8. B – A frequência fundamental é 100 Hz (f = v / 2L = 300 m/s / (2 * 1,5 m)).
9. 9. B – A primeira harmônica de um tubo aberto nas duas extremidades é a mesma frequência fundamental: 200 Hz.
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