Questão 59
AFA 2011
(AFA - 2011)
Um diapasão de frequência conhecida igual a 340 Hz é posto a vibrar continuamente próximo à boca de um tubo, de 1 m de comprimento, que possui em sua base um dispositivo que permite a entrada lenta e gradativa de água como mostra o desenho abaixo.
Quando a água no interior do tubo atinge uma determinada altura h a partir da base, o som emitido pelo tubo é muito reforçado. Considerando a velocidade do som no local de 340 m/s, a opção que melhor representa as ondas estacionárias que se formam no interior do tubo no momento do reforço é
Gabarito:
Resolução:
Enquanto o nível da água vai subindo, a região não preenchida com água comporta-se como um tubo sonoro fechado de comprimento variável. Para certos valores de h, a coluna de ar do interior da região entra em ressonância com o som emitido pelo diapasão e, quando ocorre um aumento na intensidade do som que sai do tubo, fala-se em um som reforçado. Para um tubo fechado de comprimento L,da extremidade aberta até a superfícieda água, temos:
L = n λ / 4 (N = 1, 3, 5,7, ...)
Calculando o comprimento de onda, chegamos em:
V = λf à 340 = λ * 340 à λ = 1 m
Observando as alternativas, descobrimos que o único caso possível ocorre quando n = 1, o que resulta em L = 0,25 m h = 0,75 m.