Em uma atividade de Física aplicada à acústica, estudantes analisaram uma fonte sonora que emite ondas…
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 Física aplicada à acústica, estudantes analisaram uma fonte sonora que emite ondas igualmente em todas as direções. A potência acústica emitida pela fonte é de 0,50 W. Um sensor foi colocado a 2,0 m da fonte. Considerando a propagação isotrópica e adotando p = 3,14, a intensidade sonora no ponto de medição pode ser calculada por I = P/(4pr²), em que I é a intensidade, P é a potência e r é a distância até a fonte. Com base nas informações do texto, qual é a intensidade sonora registrada pelo sensor, em W/m²?
- A) 1,99 × 10⁻² W/m²
- B) 9,95 × 10⁻³ W/m²
- C) 2,51 × 10¹ W/m²
- D) 3,98 × 10⁻² W/m²
- E) 2,49 × 10⁻³ W/m²
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado: P = 0,50 W, r = 2,0 m e p = 3,14. A fórmula dada é I = P/(4pr^2).
- Calcule r^2 = 2,0^2 = 4,0 m^2.
- Calcule o denominador 4 x 3,14 x 4,0 = 50,24 m^2.
- Divida a potência pela área: I = 0,50 / 50,24 = 0,009952 W/m^2, ou seja, aproximadamente 9,95 x 10^-3 W/m^2.
- Conferência das alternativas erradas. A alternativa A (1,99 x 10^-2) usa r em vez de r^2. A alternativa C (2,51 x 10^1) multiplica a potência pelo denominador em vez de dividir. A alternativa D (3,98 x 10^-2) ignora o termo r^2 no cálculo. A alternativa E (2,49 x 10^-3) eleva a distância à quarta potência, ao usar (r^2)^2. O gabarito oficial B está correto e coincide com o resultado obtido por resolução independente.
💡 Dica: Aplique a fórmula da intensidade sonora diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno substituiu r^2 apenas por r, calculando 0,50/(4 x 3,14 x 2,0) = 0,0199. Assim, deixou de elevar a distância ao quadrado, que é a dependência característica da intensidade sonora.
Substituindo os valores na expressão, obtém-se I = 0,50/[4 × 3,14 × (2,0)²] = 0,50/50,24 ≈ 9,95 × 10⁻³ W/m².
O aluno inverteu a operação e multiplicou a potência pelo denominador em vez de dividir, obtendo 0,50 x 50,24 = 25,12. Com isso, a intensidade ficou maior que a potência emitida, o que não faz sentido físico.
O aluno esqueceu de incluir a distância no cálculo e usou apenas 4p, obtendo 0,50/12,56 = 0,0398. Ele não percebeu que a intensidade diminui com o quadrado da distância.
O aluno elevou a distância à quarta potência, calculando (2,0^2)^2 = 16 em vez de 4, o que gera 0,50/200,96 = 0,00249. O erro está em aplicar o quadrado da distância duas vezes.
Raio-X da questão
intensidade sonora
avaliacao
cálculo de intensidade sonora · potência acústica
Revisar a fórmula da intensidade sonora e suas aplicações.
Confundir a fórmula da intensidade sonora e aplicar valores incorretos, resultando em um cálculo errado da intensidade.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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