Durante uma atividade de Física, uma estudante utiliza um diapasão que produz uma frequência constante de 440…

Questão

Durante uma atividade de Física, uma estudante utiliza um diapasão que produz uma frequência constante de 440 Hz. O som se propaga pelo ar a 20 °C. Para essa faixa de temperatura, pode-se calcular aproximadamente a velocidade do som pela expressão v = 331 + 0,6T, em que v é dada em m/s e T é a temperatura em °C. A altura, ou percepção do tom, está relacionada à frequência da onda emitida, e não diretamente à sua velocidade de propagação. Com base nessas informações, qual é a velocidade aproximada do som no ar e como a temperatura considerada influencia a percepção do tom produzido pelo diapasão?

1. A) 340 m/s, com redução do tom.
2. B) 350 m/s, com aumento do tom.
3. C) 360 m/s, com alteração do tom.
4. D) 343 m/s, sem alteração do tom.
5. E) 331 m/s, sem alteração do tom.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados da expressão. A velocidade é v = 331 + 0,6T, com T = 20 °C. Logo, v = 331 + 0,6 x 20.
2. Calcule o termo da temperatura: 0,6 x 20 = 12.
3. Some ao valor constante: v = 331 + 12 = 343 m/s. Portanto, a velocidade aproximada do som no ar a 20 °C é 343 m/s, o que corresponde à alternativa D.
4. Analise a percepção do tom. O enunciado diz que a altura (o tom) depende da frequência da onda, e não diretamente da velocidade de propagação. O diapasão produz frequência constante de 440 Hz, que não muda com a temperatura do ar. Como a frequência permanece 440 Hz, o tom percebido não se altera. A temperatura altera a velocidade do som, mas não a frequência emitida pelo diapasão.
5. Por que as outras estão erradas. A (340 m/s, redução do tom): o valor 340 é um arredondamento grosseiro de 343 e a ideia de redução do tom confunde velocidade com frequência. B (350 m/s, aumento do tom): o valor 350 não resulta da expressão com T = 20 °C e atribuir aumento do tom à temperatura contraria o fato de a frequência ser constante. C (360 m/s, alteração do tom): o valor 360 não corresponde à expressão para 20 °C e a alteração do tom ignora que a frequência do diapasão é fixa. E (331 m/s, sem alteração do tom): a parte sem alteração está correta, mas 331 m/s é a velocidade sem o termo que depende da temperatura, ou seja, ignora o efeito de 0,6T.
6. Conclusão. O gabarito oficial D está correto: velocidade de 343 m/s e tom sem alteração, pois a frequência de 440 Hz é mantida.

💡 Dica: Calcule a velocidade do som e relacione com a percepção do tom.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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