Ciências1ª sérieMédia⏱ curto

Por que cabos de mesma extensão emitem sons de tonalidades distintas? Dois alunos realizaram um experimento…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Questão

Por que cabos de mesma extensão emitem sons de tonalidades distintas? Dois alunos realizaram um experimento usando fios metálicos esticados sobre réguas de mesmo comprimento e submetidos à mesma tensão. Um dos fios era mais fino que o outro. Ao percorrer cada fio com o dedo, perceberam que o fio mais fino produzia um som mais agudo, enquanto o fio mais grosso emitia som mais grave. Ambos mantiveram constante a força aplicada no suporte e o comprimento do fio. Analise o texto e identifique qual variável, quando reduzida, explica o som mais agudo produzido pelo fio mais fino.

A) Reduzir o comprimento da corda
B) Reduzir a densidade do ar
C) Reduzir a tensão da corda
D) Reduzir a amplitude da vibração
E) Reduzir a massa da corda

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Identifique o fenômeno. Em cordas esticadas, a frequência do som (altura, agudo ou grave) depende da tensão, do comprimento e da massa por unidade de comprimento da corda (densidade linear). Para uma corda fixa nas extremidades, f = (1/(2L)) x raiz de (T/μ), em que L é o comprimento, T a tensão e μ a massa por unidade de comprimento.
Aplique as condições do experimento. O comprimento (L) e a tensão (T) foram mantidos constantes. Assim, a única grandeza que muda é a massa da corda por unidade de comprimento: o fio mais fino tem menos massa por metro.
Analise o efeito. Como μ aparece no denominador dentro da raiz, reduzir μ aumenta a frequência. Frequência maior corresponde a som mais agudo. Logo, reduzir a massa da corda explica o som mais agudo do fio fino. A alternativa E está correta, em concordância com o gabarito.
Por que as outras estão erradas. A) Reduzir o comprimento aumentaria a frequência, mas o comprimento foi mantido constante no experimento. B) A densidade do ar não determina a frequência de vibração da corda, que depende das propriedades da própria corda. C) Reduzir a tensão diminui a frequência e deixa o som mais grave, e não mais agudo. D) A amplitude controla a intensidade (volume) do som, não sua altura (tonalidade).

💡 Dica: Relacione a massa do fio à frequência de vibração, mantendo constantes o comprimento e a tensão.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretação

O aluno acredita que cordas mais curtas soam mais agudas, o que é verdade em geral, mas ignora que o enunciado fixou o comprimento. Ele aplica a regra a uma situação em que ela não se refere ao experimento.

B Erradaerro: Senso comum

O aluno supõe que o ar influencia a altura do som produzido pela corda, usando a intuição cotidiana de que o ar 'transporta' o som. A frequência da vibração da corda depende das propriedades da corda, e não da densidade do meio.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno inverte a relação entre tensão e frequência, pensando que cordas menos tensionadas produzem sons mais agudos. Na verdade, reduzir a tensão diminui a frequência e torna o som mais grave.

D Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno confunde amplitude com tonalidade, achando que vibrações menores produzem sons mais agudos. A amplitude determina a intensidade ou o volume do som, e não a sua altura.

Por que engana: Confundir a amplitude da vibração, que altera a intensidade do som, com a frequência, que determina sua altura; ou supor que a tensão foi reduzida, embora ela tenha sido mantida constante.

E Correta

Menor massa por unidade de comprimento permite maior frequência de vibração, resultando em som mais agudo.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 progressao

🎯 Conceito central

Massa e frequência da corda

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

Frequência e altura sonora · Vibração de cordas tensionadas

📚 Reveja

Revise como comprimento, tensão e massa por unidade de comprimento influenciam a frequência de vibração de uma corda.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a amplitude da vibração, que altera a intensidade do som, com a frequência, que determina sua altura; ou supor que a tensão foi reduzida, embora ela tenha sido mantida constante.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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