Uma garrafa de refrigerante tem 15 cm de altura. Joel sopra paralelamente à boca da garrafa depois de esvaziá-la. Qual é, aproximadamente, a frequência fundamental do som produzido pela garrafa?
a) 230 Hz
b) 570 Hz
c) 680 Hz
d) 810 Hz
e) 1100 Hz
a) 230 Hz
b) 570 Hz
c) 680 Hz
d) 810 Hz
e) 1100 Hz
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma garrafa de refrigerante com 15 cm de altura, e Joel está soprando paralelamente à boca da garrafa após esvaziá-la. A pergunta é: qual é, aproximadamente, a frequência fundamental do som produzido por essa garrafa?
Conteúdo da matéria: Vamos trabalhar com ondas sonoras e ressonância em tubos fechados. Precisaremos entender como calcular a frequência fundamental de um tubo fechado, que, no caso, é a garrafa.
Passo 2
Para resolver esse problema, vamos considerar a garrafa como um tubo fechado. Em física, a frequência fundamental de um tubo fechado pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
-
é a frequência fundamental. -
é a velocidade do som no ar (aproximadamente 343 m/s). -
é o comprimento do tubo (no caso, a altura da garrafa).
Passo 3
Primeiro, precisamos converter a altura da garrafa para metros, já que a velocidade do som está em metros por segundo.
Passo 4
Agora, vamos aplicar os valores na fórmula:
Passo 5
Calculando a divisão:
Arredondando, temos aproximadamente 570 Hz.
Resposta
A frequência fundamental do som produzido pela garrafa é aproximadamente 570 Hz.
Exercícios relacionados
Você está observando uma tempestade e vê um relâmpago. Cinco segundos depois, ouve o trovão. A que distância estava o relâmpago?
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Em uma aula de física, um professor aspira uma pequena quantidade de hélio e começa a falar; o resultado é que a voz do professor soa muito mais aguda que o normal. Qual das opções abaixo é a explicação correta para o fenômeno?
a) A presença de hélio mudou a velocidade do som no ar da sala, tornando todos os sons mais agudos.
b) professor alterou propositalmente
tom de voz para fazer uma brincadeira com os alunos; o uso do hélio foi apenas um artifício para chamar a atenção da classe.
c) O hélio altera a tensão das cordas vocais, fazendo o comprimento de onda dos sons diminuir, o que leva a um aumento da frequência.
d) A presença do hélio não muda significativamente o comprimento de onda dos sons gerados na garganta e na boca do professor, mas, como a velocidade do som no hélio é cerca de 2,5 vezes maior que no ar, a frequência dos sons é 2,5 vezes maior.
a) A presença de hélio mudou a velocidade do som no ar da sala, tornando todos os sons mais agudos.
b)
c) O hélio altera a tensão das cordas vocais, fazendo o comprimento de onda dos sons diminuir, o que leva a um aumento da frequência.
d) A presença do hélio não muda significativamente o comprimento de onda dos sons gerados na garganta e na boca do professor, mas, como a velocidade do som no hélio é cerca de 2,5 vezes maior que no ar, a frequência dos sons é 2,5 vezes maior.