Gabarite

ENEM 2020 · questão 109

Física · tubo sonoro fechado · ressonância · harmônicos

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?

  1. A

    137 Hz

  2. B

    138 Hz

  3. C

    141 Hz

  4. D

    144 Hz

  5. E

    159 Hz

Resposta: C

Num tubo fechado de 30 m, as ressonâncias são múltiplos ímpares de 3 Hz. 135 Hz é 45 × 3; a seguinte é 47 × 3 = 141 Hz.

Por que a C é a certa

Num tubo fechado numa ponta, só ressoam os harmônicos ímpares: f = n · v ÷ (4L), com n = 1, 3, 5… Para L = 30 m e v = 360 m/s, a fundamental é 360 ÷ 120 = 3 Hz. Os 135 Hz medidos são o harmônico 45, pois 135 ÷ 3 = 45. A próxima ressonância é o ímpar seguinte, 47: 47 × 3 = 141 Hz. Ressonâncias consecutivas diferem de 2 × 3 = 6 Hz.

Se você marcou outra, o aplicativo mostra onde a sua se perde.

Esta página não sabe qual alternativa você marcou — o aplicativo sabe, e começa por ela. Nele esta questão ainda traz:

Todas as questões continuam de graça, com gabarito, aqui e no aplicativo. A explicação completa é de quem assina — e as 15 primeiras são por nossa conta.

Precisava saber

harmônicos do tubo fechadov = λ · f

← anteriortodas as questõespróxima →