Física1ª sérieBNCC EM13CNT201Média⏱ medio

Em uma oficina de música, estudantes constroem um tubo sonoro aberto nas duas extremidades. O tubo tem…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT201

Analisar e discutir modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas e culturas para comparar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo com as teorias científicas aceitas atualmente.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Em uma oficina de música, estudantes constroem um tubo sonoro aberto nas duas extremidades. O tubo tem comprimento de 0,85 m, e a velocidade do som no ar, nas condições do experimento, é de 340 m/s. Para um tubo aberto nas duas extremidades, a frequência fundamental corresponde à situação em que o comprimento do tubo equivale à metade do comprimento de onda. A relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda é v = f?. Com base nas informações do experimento, qual é a frequência fundamental produzida pelo tubo sonoro?

A) A frequência fundamental é 100 Hz.
B) A frequência fundamental é 400 Hz.
C) A frequência fundamental é 200 Hz.
D) A frequência fundamental é 0,85 Hz.
E) A frequência fundamental é 170 Hz.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados. O tubo é aberto nas duas extremidades, tem comprimento L = 0,85 m e o som se propaga a v = 340 m/s. Passo 2: Use a condição do tubo aberto nas duas extremidades, dada no enunciado: a fundamental ocorre quando L é igual à metade do comprimento de onda, ou seja, L = λ/2. Logo, λ = 2 × 0,85 = 1,7 m. Passo 3: Aplique a relação v = f × λ. Isolando a frequência, f = v/λ = 340/1,7 = 200 Hz. Passo 4: Conferindo com o gabarito oficial, a letra C (200 Hz) está correta, e a resolução independente confirma esse resultado. Por que as outras estão erradas: A (100 Hz) supõe um comprimento de onda de 3,4 m, quatro vezes o comprimento do tubo, como se valesse a regra de um tubo fechado em uma extremidade; B (400 Hz) usa λ = L = 0,85 m, esquecendo o fator 1/2 da condição de tubo aberto; D (0,85 Hz) inverte a relação e trata o próprio comprimento do tubo como se fosse a frequência; E (170 Hz) calcula apenas v/2, ignorando o comprimento do tubo na conta.

💡 Dica: Aplique a fórmula da frequência fundamental diretamente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

Assume que o comprimento de onda é 4 vezes o comprimento do tubo (3,4 m), como se o tubo fosse fechado em uma extremidade, e depois calcula 340/3,4 = 100 Hz.

Por que engana: Confundir a aplicação da fórmula, utilizando a velocidade do som de forma incorreta ou o comprimento do tubo de maneira errada.

B Erradaerro: Conceitual

Considera que o comprimento de onda é igual ao comprimento do tubo (0,85 m), esquecendo que no tubo aberto nas duas extremidades L = λ/2, e calcula 340/0,85 = 400 Hz.

C Correta

No modo fundamental de um tubo aberto nas duas extremidades, o comprimento do tubo corresponde à metade do comprimento de onda: L = λ/2. Assim, λ = 2L = 2 × 0,85 = 1,70 m. Usando v = fλ, obtém-se f = v/λ = 340/1,70 = 200 Hz.

D Erradaerro: Interpretação

Confunde a grandeza que deve ser calculada com o dado do problema e trata o comprimento do tubo como se fosse a frequência, sem usar corretamente a relação v = f × λ.

E Erradaerro: Procedimental

Aplica apenas f = v/2 e esquece de dividir pelo comprimento de onda ou pelo comprimento do tubo, obtendo 340/2 = 170 Hz, o que mostra falta de atenção ao método de cálculo.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

frequência fundamental

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

fórmula da frequência · velocidade do som

📚 Reveja

Revisar a relação entre velocidade do som e frequência em tubos sonoros.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a aplicação da fórmula, utilizando a velocidade do som de forma incorreta ou o comprimento do tubo de maneira errada.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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