Em uma atividade de Biologia relacionada à percepção sonora, estudantes mediram o nível sonoro produzido por…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de Biologia relacionada à percepção sonora, estudantes mediram o nível sonoro produzido por uma fonte pontual, mantida com potência constante, em um ambiente aberto. Para reduzir interferências, foram desconsideradas as reflexões nas superfícies e a absorção do som pelo ar. Nessas condições, a energia sonora se distribui aproximadamente sobre superfícies esféricas, cuja área aumenta com o quadrado da distância. O nível sonoro é expresso em decibéis (dB), uma unidade logarítmica. Considerando as condições descritas no texto, como varia o nível sonoro quando a distância até a fonte é duplicada?
- A) Aumenta 6 dB a cada duplicação da distância.
- B) Diminui 6 dB a cada duplicação da distância.
- C) Diminui 6 dB a cada aumento de 1 m na distância.
- D) Diminui 3 dB a cada duplicação da distância.
- E) Permanece no mesmo nível a cada duplicação da distância.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o modelo físico descrito. A potência da fonte é constante e a energia se espalha por uma esfera de raio r, cuja área é 4 pi r^2. Assim, a intensidade sonora é I = P / (4 pi r^2), ou seja, a intensidade é inversamente proporcional ao quadrado da distância.
- Analise o efeito de duplicar a distância. Se r passa para 2r, a área passa para 4 pi (2r)^2 = 16 pi r^2 / 4, isto é, a área fica quadruplicada. Logo, a intensidade cai para um quarto (I/4).
- Converta a variação para decibéis. O nível sonoro é L = 10 log(I / I0). Ao reduzir I para I/4, a variação é ΔL = 10 log(1/4) = -10 log 4 = -10 x 0,602 = -6,02 dB, aproximadamente -6 dB. Portanto, o nível sonoro diminui cerca de 6 dB a cada duplicação da distância.
- Compare com as alternativas. A alternativa B está correta, pois descreve exatamente essa queda de aproximadamente 6 dB. A alternativa A está errada, pois o nível diminui e não aumenta com a distância. A alternativa C está errada, pois a variação depende de a distância dobrar (fator multiplicativo e não aditivo) e não de um aumento fixo de 1 m. A alternativa D está errada, pois o valor de 3 dB corresponderia a uma redução de intensidade pela metade, o que não ocorre com área quadruplicada. A alternativa E está errada, pois o nível sonoro varia com a distância no modelo de propagação esférica.
- Conclusão. O gabarito oficial B está correto e coincide com a resolução obtida sem depender dele.
💡 Dica: Considere a relação entre intensidade e distância em ondas sonoras.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter confundido a relação entre distância e intensidade, imaginando que, como a área aumenta, o som ficaria mais forte, ou que a escala logarítmica cresce com a distância.
Por que engana: Confundir a relação entre distância e intensidade, pensando que a intensidade aumenta com a distância em vez de diminuir.
Para uma fonte pontual em campo aberto, a intensidade sonora diminui com o inverso do quadrado da distância. Ao dobrar a distância, a intensidade passa a ser quatro vezes menor. Como o nível sonoro é uma medida logarítmica, essa redução corresponde aproximadamente a 6 dB.
O aluno pode ter tratado a variação como linear e constante por metro, ignorando que a relação é logarítmica e depende da razão entre as distâncias (duplicação), não de um acréscimo fixo.
O aluno pode ter associado a queda de intensidade à metade (fator 2), que corresponde a cerca de 3 dB, em vez de considerar que a área quadruplica e a intensidade cai para um quarto.
O aluno pode ter achado que, por ser uma fonte com potência constante, o nível sonoro não seria afetado pela distância, confundindo potência da fonte com intensidade percebida.
Raio-X da questão
intensidade do som
avaliacao
gráficos de funções · intensidade sonora
Revisar a relação entre intensidade de som e distância.
Confundir a relação entre distância e intensidade, pensando que a intensidade aumenta com a distância em vez de diminuir.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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