Uma flauta de brinquedo (tubo aberto em ambas as extremidades) usada em brincadeiras tem comprimento L1 = 0,60…

Questão

Uma flauta de brinquedo (tubo aberto em ambas as extremidades) usada em brincadeiras tem comprimento L1 = 0,60 m. A velocidade do som no ar é v = 340 m/s. (a) Calcule a frequência fundamental f1 = v/(2L1). (b) Se o tubo é encurtado para L2 = 0,40 m, calcule f2 e explique qualitativamente como a altura do som muda. Apresente cálculos e equações.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Para um tubo aberto em ambas as extremidades a frequência fundamental é f = v/(2L). (a) f1 = 340 m/s ÷ (2·0,60 m) = 340/1,20 = 283,33 Hz ˜ 2,83×10^2 Hz. (b) f2 = 340 ÷ (2·0,40) = 340/0,80 = 425 Hz ˜ 4,25×10^2 Hz. Conclusão: como f ? 1/L, ao encurtar o tubo a frequência aumenta e o som fica mais agudo (altura sonora maior). Unidades: Hz = s?¹.

Explicação

A frequência fundamental de um tubo aberto é inversamente proporcional ao seu comprimento, conforme a fórmula f = v/(2L). Quando o comprimento do tubo diminui, a frequência aumenta, resultando em um som mais agudo. Essa relação entre comprimento do tubo e frequência é fundamental para entender como as características do som mudam com as dimensões do instrumento.

Raio-X da questão

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