O que é interferência destrutiva em ondas sonoras?

É quando duas ondas se encontram em oposição de fase, resultando em anulação parcial ou total da intensidade sonora.

Como se calcula a frequência de uma onda sonora?

A frequência é dada por $f = \frac{v}{\lambda}$, onde $v$ é a velocidade do som e $\lambda$ o comprimento de onda.

No trombone de Quincke, qual a condição para a intensidade do som ser mínima na saída?

A intensidade é mínima quando a diferença de percurso entre os caminhos é igual a um número ímpar de meios comprimentos de onda ($n\frac{\lambda}{2}$, com $n$ ímpar).

O que representa o comprimento de onda ($\lambda$) em uma onda sonora?

É a distância entre dois pontos consecutivos em fase, como dois máximos de pressão.

Qual a relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda?

A relação é $v = f \lambda$, válida para qualquer onda periódica.

Por que a diferença de percurso de $0,2\ \text{m}$ corresponde a $\frac{\lambda}{2}$?

Porque a primeira anulação do som ocorre quando a diferença de percurso é igual a meio comprimento de onda.

O que acontece se a diferença de percurso for igual a um comprimento de onda inteiro?

Ocorre interferência construtiva, resultando em som máximo na saída.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 112

ENEM 2017 Questão 112

O trombone de Quincke é um dispositivo experimental utilizado para demonstrar o fenômeno da interferência de ondas sonoras. Uma fonte emite ondas sonoras de determinada frequência na entrada do dispositivo. Essas ondas se dividem pelos dois caminhos (ADC e AEC) e se encontram no ponto C, a saída do dispositivo, onde se posiciona um detector. O trajeto ADC pode ser aumentado pelo deslocamento dessa parte do dispositivo. Com o trajeto ADC igual ao AEC, capta-se um som muito intenso na saída. Entretanto, aumentando-se gradativa mente o trajeto ADC, até que ele fique como mostrado na figura, a intensidade do som na saída fica praticamente nula. Desta forma, conhecida a velocidade do som no interior do tubo (320 m/s), é possível determinar o valor da frequência do som produzido pela fonte.

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O valor da frequência, em hertz, do som produzido pela fonte sonora é

Resolução

A questão aborda o fenômeno da interferência de ondas sonoras utilizando o trombone de Quincke. O dispositivo divide uma onda sonora em dois caminhos de comprimentos diferentes, que se reencontram e podem interferir construtiva ou destrutivamente. Quando o comprimento dos caminhos é igual, ocorre interferência construtiva (som intenso). Ao aumentar o trajeto ADC até que a intensidade do som se anule, ocorre interferência destrutiva, indicando que a diferença de percurso entre os dois caminhos é igual a meio comprimento de onda ($\frac{\lambda}{2}$). Com a diferença de percurso fornecida (0,2 m), podemos calcular o comprimento de onda: $\frac{\lambda}{2} = 0,2\ \text{m} \Rightarrow \lambda = 0,4\ \text{m}$. Usando a relação $v = f \lambda$, com $v = 320\ \text{m/s}$, temos $f = \frac{320}{0,4} = 800\ \text{Hz}$. Assim, a alternativa correta é a C.

Comentários por alternativa

A 3200

A alternativa A (3200 Hz) resulta de um erro de cálculo ao considerar a diferença de percurso ou ao utilizar incorretamente a fórmula da frequência.
B 1600

A alternativa B (1600 Hz) pode ser obtida se o aluno confundir a diferença de percurso com o comprimento de onda inteiro, não meio comprimento.
C 800

A alternativa C (800 Hz) está correta, pois utiliza corretamente a diferença de percurso igual a $\frac{\lambda}{2}$, levando ao cálculo correto da frequência usando $f = \frac{v}{\lambda}$.
D 640

A alternativa D (640 Hz) pode ser um erro de arredondamento ou confusão ao dividir a velocidade do som pelo comprimento de onda.
E 400

A alternativa E (400 Hz) ocorre se o aluno considerar erroneamente que a diferença de percurso corresponde a um comprimento de onda completo, e não à metade.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que é interferência destrutiva em ondas sonoras?: É quando duas ondas se encontram em oposição de fase, resultando em anulação parcial ou total da intensidade sonora.
2. Como se calcula a frequência de uma onda sonora?: A frequência é dada por $f = \frac{v}{\lambda}$, onde $v$ é a velocidade do som e $\lambda$ o comprimento de onda.
3. No trombone de Quincke, qual a condição para a intensidade do som ser mínima na saída?: A intensidade é mínima quando a diferença de percurso entre os caminhos é igual a um número ímpar de meios comprimentos de onda ($n\frac{\lambda}{2}$, com $n$ ímpar).
4. O que representa o comprimento de onda ($\lambda$) em uma onda sonora?: É a distância entre dois pontos consecutivos em fase, como dois máximos de pressão.
5. Qual a relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda?: A relação é $v = f \lambda$, válida para qualquer onda periódica.
6. Por que a diferença de percurso de $0,2\ \text{m}$ corresponde a $\frac{\lambda}{2}$?: Porque a primeira anulação do som ocorre quando a diferença de percurso é igual a meio comprimento de onda.
7. O que acontece se a diferença de percurso for igual a um comprimento de onda inteiro?: Ocorre interferência construtiva, resultando em som máximo na saída.