Uma fonte sonora, localizada a 10 metros de uma parede, possui a capacidade de emitir um sinal com intensidade constante cuja frequência varia lentamente na faixa de 100Hz a 1000Hz. Um observador, situado entre a fonte sonora e a parede, a uma distância de 1m da parede, percebe variações na intensidade sonora de acordo com a frequência da fonte sonora. A velocidade do som é igual a 340m/s. Uma frequência do sinal emitido pela fonte sonora em que o observador percebeu uma diminuição acentuada em sua intensidade é
- A)510Hz.
Errada, porque 510 Hz não corresponde a uma condição de interferência destrutiva para a diferença de caminho de 2 m.
- B)500Hz
Errada, porque 500 Hz não satisfaz a relação entre diferença de percurso e meio comprimento de onda exigida para o mínimo de intensidade.
- C)255Hz.
Certa, pois 255 Hz corresponde à segunda condição de interferência destrutiva para a diferença de caminho de 2 m.
- D)250Hz
Errada, porque 250 Hz fica próximo, mas não atende exatamente a condição de cancelamento parcial do som refletido com o direto.
- E)150Hz.
Errada, porque 150 Hz não gera a diferença de fase necessária para a diminuição acentuada da intensidade sonora.
Gabarito: C
Aqui a ideia é interferência entre o som direto e o som refletido na parede. A fonte emite uma onda, a parede devolve essa onda, e o observador ouve a soma das duas. Dependendo da frequência, essas ondas chegam em fase ou em oposição de fase, fazendo a intensidade aumentar ou cair bastante. Vamos às distâncias: o observador está a 1 m da parede e a fonte a 10 m dela. Então, o som direto percorre 9 m até o observador, enquanto o som refletido faz 10 m até a parede e mais 1 m de volta, totalizando 11 m. A diferença de caminho é, portanto, 2 m. Para ocorrer diminuição acentuada da intensidade, precisa haver interferência destrutiva. Nesse caso, a diferença de caminho deve ser um múltiplo ímpar de meio comprimento de onda: Δ = (2k+1)λ/2. Como Δ = 2 m, temos 2 = λ/2, λ = 4 m para o primeiro mínimo, o que daria f = 340/4 = 85 Hz, fora da faixa. O próximo mínimo é com Δ = 3λ/2, então 2 = 3λ/2, logo λ = 4/3 m e f = 340/(4/3) = 255 Hz. Por isso o gabarito é C. É um clássico de ondas: caminho diferente, fase diferente, intensidade oscilando como se o som estivesse brincando de esconde-esconde.