Por que muitas barreiras acústicas falham em bloquear sons graves nas rodovias? Pesquisadores de uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Por que muitas barreiras acústicas falham em bloquear sons graves nas rodovias? Pesquisadores de uma universidade brasileira propuseram um protótipo de barreira metamaterial formada por centenas de pequenos tubos cilíndricos conectados a câmaras ocos cheios de ar. Cada módulo tem profundidade de 0,85 m, equivalente a um quarto de comprimento de onda de ondas sonoras de cerca de 100 Hz. Em testes de laboratório, o protótipo apresentou atenuação de até 30 dB em faixas entre 100 Hz e 300 Hz, enquanto barreiras convencionais têm desempenho limitado abaixo de 500 Hz. O dispositivo aproveita a interação entre ondas sonoras e estruturas internas para reduzir a transmissão do ruído rodoviário. Analise o texto-base e identifique qual princípio físico fundamenta a redução de ruído promovida pelo metamaterial descrito.
- A) Deslocamento de frequência por efeito Doppler
- B) Reflexão especular do som na superfície rígida
- C) Dissipação por atrito viscoso no ar dos tubos
- D) Absorção por ressonância local nos tubos e câmaras
- E) Difração de ondas ao contornar a barreira
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o que o texto descreve. O protótipo é formado por tubos cilíndricos conectados a câmaras ocas com ar, e sua profundidade é de um quarto de comprimento de onda, o que indica um ressonador acústico local. Passo 2: Verifique o dado numérico. Para 100 Hz, com velocidade do som de cerca de 343 m/s, o comprimento de onda é de aproximadamente 3,43 m, e um quarto disso é cerca de 0,86 m, compatível com os 0,85 m do enunciado. Passo 3: Associe o fenômeno. Quando a onda sonora entra em um sistema de tubos e cavidades ajustado para uma frequência de ressonância, a energia fica confinada e é dissipada, principalmente por atrito nas paredes e no ar dentro dessas estruturas. Esse é o princípio de absorção por ressonância local, que explica a eficácia em graves, onde barreiras convencionais falham. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa A está errada, pois o efeito Doppler trata da variação de frequência por movimento relativo entre fonte e observador, e o texto não menciona movimento. A alternativa B está errada, pois a reflexão especular devolve o som sem absorvê-lo e é justamente o que barreiras convencionais fazem, sendo ineficaz em graves. A alternativa C está errada, pois a dissipação viscosa existe, mas é um efeito secundário e não é o princípio que o texto destaca para a ressonância. A alternativa E está errada, pois a difração ao contornar a barreira é um problema das barreiras comuns para graves, e não o mecanismo de redução do protótipo. Passo 5: Conclusão. Resolvi a questão sem depender do gabarito e cheguei à mesma alternativa, D.
💡 Dica: Analise o princípio físico relacionado à interação das ondas sonoras com estruturas ressonantes.
Alternativa por alternativa
O aluno pode associar 'frequência' e 'som em movimento' ao efeito Doppler, sem perceber que o texto não descreve movimento relativo entre fonte e receptor.
O aluno pode imaginar que uma barreira rígida 'bloqueia' o som apenas por refletí-lo, sem considerar que a reflexão não reduz a energia sonora absorvida e que barreiras convencionais falham em graves.
Por que engana: Confundir ressonância local com outros fenômenos como reflexão ou difração, levando a escolha de alternativas incorretas.
O aluno pode supor que qualquer atrito do ar em tubos seja o fator principal de atenuação, ignorando que o efeito dominante descrito é a ressonância ajustada ao comprimento de onda.
O protótipo emprega a ressonância local em cavidades de quarto de onda para absorver eficientemente frequências específicas.
O aluno pode pensar que o som só passa pela barreira por contorná-la, mas o texto fala em interação com estruturas internas e não em desvio pelas bordas.
Raio-X da questão
ressonância local em metamateriais
avaliacao
ondas sonoras e frequência · propriedades dos materiais acústicos
Estude o conceito de ressonância acústica e absorção sonora em estruturas cilíndricas.
Confundir ressonância local com outros fenômenos como reflexão ou difração, levando a escolha de alternativas incorretas.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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