Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 16.Exercício - Ex. 28
O canal auditivo humano é cheio de ar. Uma extremidade é aberta, e a outra é fechada pelo tímpano. O canal auditivo de uma pessoa em particular de extensão e pode ser considerado, de momo aproximado, um tubo. a) Quais são a frequência fundamental e o comprimento de onda do canal auditivo dessa pessoa? Esse som é audível? b) Calcule a frequência do harmônico mais alto audível do canal dessa pessoa. Que harmônico é esse?
Passo 1
a) A frequência fundamental para um tubo fechado é dada por:
Substituindo o comprimento do canal e a velocidade do som no ar:
E o comprimento de onda do estado fundamental é:
Como a frequência está entre e , o som é audível.
Passo 2
b) O limite superior de frequência que somos capazes de ouvir é , usando a equação que relaciona o modo fundamental com os sobretons:
Podemos substituir por esse valor, e usar a frequência do modo fundamental para calcularmos qual o maior valor de possível:
Precisamos arredondar esse valor para baixo, já que se arredondarmos para , a frequência ultrapassa o limite audível.
Passo 3
Agora usamos esse número na mesma equação para calcularmos a frequência exata desse harmônico: