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A acústica é a parte da Física que estuda o som. Como as ondas sonoras se propagam? Qual é a sua velocidade? E as suas características? Essas são algumas das perguntas que esse campo de estudo pretende responder.  

Uma das características do som é que a sua onda é mecânica, isto é, se propaga em um meio físico.

Um exemplo são as ondas sonoras do rádio ou mesmo da fala, que se propagam por meio da densidade do ar. 

Da disciplina de Física, o assunto está entre os mais cobrados no Exame Nacional do Ensino Médio (Enem).

Então, conheça melhor a acústica e treine os seus conhecimentos com exercícios do Enem! 

Você vai ver por aqui: 

O que mais cai em Física no Enem?
O que estuda a área de Física chamada acústica?
Harmônicos musicais e ondas estacionárias
Fórmulas da acústica
Questões de acústica do Enem para treinar 

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O que mais cai em Física no Enem? 

No Enem, a disciplina de Física integra o caderno de Ciências da Natureza e suas Tecnologias.

Como já falamos aqui no Blog do EAD PUC Goiás, os conteúdos que mais caem no Enem, na disciplina de Física, são: 

  • Energia 
  • Acústica  
  • Trabalho e potência 
  • Ondas 
  • Mecânica 
  • Calorimetria 
  • Resistores 

O que estuda a área de Física chamada acústica? 

A acústica é o campo da Física que estuda as ondas sonoras. O som se propaga nos diversos estados físicos da matéria, como o ar e a água. 

Nesse contexto a acústica organiza e diferencia o som de acordo com a intensidade, o volume, a frequência, a amplitude, entre outras características, que são representadas por meio de fórmulas. 

Além disso, alguns cálculos são empregados com o intuito de mensurar a velocidade e o comportamento dos sons.

Em adição ao estudo das ondas, o campo analisa também os geradores de som, os meios de transmissão das ondas, a propagação e os receptores. 

Características do som 

Todo som possui três características, que podem ser analisadas. São a altura, a intensidade e o timbre. Conheça melhor cada um deles: 

  • altura: possui relação com a frequência. Os sons altos, por exemplo, são os de maior frequência, que podem ser chamados também de sons agudos. Já os sons baixos são os que apresentam uma menor frequência; 
  • intensidade: a intensidade possui relação com a amplitude sonora e à quantidade de energia transmitida pela onda. Quanto maior for a amplitude, maior será a intensidade. Essa propriedade é medida em decibéis. Os sons intensos são considerados fortes, enquanto os sons de com baixa intensidade são tidos como fracos. 
  • timbre ou fontes sonoras: dois sons com a mesma intensidade e a mesma altura podem ser diferenciados por meio do timbre, que diz respeito à origem desse som. Por exemplo, em uma orquestra, diferentes instrumentos podem ser tocados com a mesma intensidade e altura, só que podem ser distinguidos por meio do timbre, que é a origem deles, ou seja, os instrumentos musicais.

Acustica - representação de ondas sonoras

Harmônicos musicais e ondas estacionárias  

As ondas harmônicas, chamadas também de estacionárias, são o resultado da sobreposição de diferentes ondas sonoras. As ondas estacionárias possuem duas regiões. Quando uma onda estacionária se forma, há duas regiões geradas, são elas: 

  • Nós: local onde a onda fica em repouso, parada; 
  • Ventre: local onde a onda oscila. 

Além dos nós e do ventre, as ondas estacionárias também contêm os antinós. Esses pontos podem ser chamados também de crista (ponto alto) e vale (ponto baixo).

Os antinós, diferente dos nós, são pontos construtivos e estão em constante movimento.  

Fórmulas da acústica 

Confira, abaixo, um resumo das principais fórmulas de acústica: 

  • Velocidade do som 

v – velocidade do som (m/s) 

λ – comprimento de onda (m) 

f – frequência (Hz) 

  • Intensidade, em decibéis: 

I0 – limiar da audição humana (10-12 W/m²) 

I – intensidade sonora (W/m²) 

  • Frequência aparente 

f – frequência aparente (Hz) 

f0 – frequência da fonte emissora (Hz) 

vS – velocidade do som (m/s) 

vF – velocidade da fonte sonora (m/s) 

vM – velocidade do meio (m/s) 

Questões de acústica do Enem para treinar 

1. Enem (2021) 

Alguns modelos mais modernos de fones de ouvido têm um recurso, denominado “cancelador de ruídos ativo”, constituído de um circuito eletrônico que gera um sinal sonoro semelhante ao sinal externo (ruído), exceto pela sua fase oposta. 

Qual fenômeno físico é responsável pela diminuição do ruído nesses fones de ouvido? 

A) Difração. 
B) Reflexão. 
C) Refração. 
D) Interferência. 
E) Efeito Doppler. 

2. Enem (2021) 

Dois engenheiros estão verificando se uma cavidade perfurada no solo está de acordo com o planejamento de uma obra, cuja profundidade requerida é de 30 m. O teste é feito por um dispositivo denominado oscilador de áudio de frequência variável, que permite relacionar a profundidade com os valores da frequência de duas ressonâncias consecutivas, assim como em um tubo sonoro fechado. A menor frequência de ressonância que o aparelho mediu foi 135 Hz. Considere que a velocidade do som dentro da cavidade perfurada é de 360 m s-1. 

Se a profundidade estiver de acordo com o projeto, qual será o valor da próxima frequência de ressonância que será medida? 

A) 137 Hz. 
B) 138 Hz. 
C) 141 Hz. 
D) 144 Hz. 
E) 159 Hz.

3. Enem (2021) 

Os fones de ouvido tradicionais transmitem a música diretamente para os nossos ouvidos. Já os modelos dotados de tecnologia redutora de ruído — Cancelamento de Ruído (CR) — além de transmitirem música, também reduzem todo ruído inconsistente à nossa volta, como o barulho de turbinas de avião e aspiradores de pó. Os fones de ouvido CR não reduzem realmente barulhos irregulares como discursos e choros de bebês. Mesmo assim, a supressão do ronco das turbinas do avião contribui para reduzir a “fadiga de ruído”, um cansaço persistente provocado pela exposição a um barulho alto por horas a fio. Esses aparelhos também permitem que nós ouçamos músicas ou assistamos a vídeos no trem ou no avião a um volume muito menor (e mais seguro). 

Disponível em: http://tecnoiogia.uol.com.br. Acesso em 21 abr. 2015 (adaptado). 

A tecnologia redutora de ruído CR utilizada na produção de fones de ouvido baseia-se em qual fenômeno ondulatório? 

A) Absorção. 
B) Interferência. 
C) Polarização. 
D) Reflexão. 
E) Difração.

4. Enem (2018) 

Alguns modelos mais modernos de fones de ouvido contam com uma fonte de energia elétrica para poderem funcionar. Esses novos fones têm um recurso, denominado “Cancelador de Ruídos Ativo”, constituído de um circuito eletrônico que gera um sinal sonoro semelhante ao sinal externo de frequência fixa. No entanto, para que o cancelamento seja realizado, o sinal sonoro produzido pelo circuito precisa apresentar simultaneamente características específicas bem determinadas. 

Quais são as características do sinal gerado pelo circuito desse tipo de fone de ouvido? 

A) Sinal com mesma amplitude, mesma frequência e diferença de fase igual a 90° em relação ao sinal externo. 
B) Sinal com mesma amplitude, mesma frequência e diferença de fase igual a 180° em relação ao sinal externo. 
C) Sinal com mesma amplitude, mesma frequência e diferença de fase igual a 45° em relação ao sinal externo. 
D) Sinal de amplitude maior, mesma frequência e diferença de fase igual a 90° em relação ao sinal externo. 
E) Sinal com mesma amplitude, mesma frequência e mesma fase do sinal externo.

5. Enem (2018) 

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.

6. Enem (2018) 

O sonorizador é um dispositivo físico implantado sobre a superfície de uma rodovia de modo que provoque uma trepidação e ruído quando da passagem de um veículo sobre ele, alertando para uma situação atípica à frente, como obras, pedágios ou travessia de pedestres. Ao passar sobre os sonorizadores, a suspensão do veículo sofre vibrações que produzem ondas sonoras, resultando em um barulho peculiar. Considere um veículo que passe com velocidade constante igual a sobre um sonorizador cujas faixas são separadas por uma distância de 8 cm. 

Disponível em: www.denatran.gov.br. Acesso em: 2 set. 2015 (adaptado). 

A frequência da vibração do automóvel percebida pelo condutor durante a passagem nesse sonorizador é mais próxima de 

A) 8,6 hertz. 
B) B13,5 hertz. 
C) C375 hertz. 
D) D1 350 hertz. 
E) E4 860 hertz. 

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