Você já se perguntou como medir a velocidade do som no ar com materiais simples? No blog de um aluno de…

Questão

Você já se perguntou como medir a velocidade do som no ar com materiais simples? No blog de um aluno de física, ele descreve um experimento caseiro usando um tubo de ressonância parcialmente cheio de água e um alto-falante ajustável. O estudante ajustou frequência até ouvir três máximos de intensidade sonora, que ocorreram para comprimentos de ar de 0,25 m, 0,40 m e 0,55 m, e registrou as frequências 680 Hz, 1020 Hz e 1360 Hz. Aplicou v = 2 f L em cada caso e obteve média de 340 m/s com desvio padrão de 5 m/s. No post, faltou informar a temperatura ambiente e o método de calibração da frequência. Com base no texto-base, identifique qual informação é indispensável para viabilizar a comparação dos resultados obtidos com o valor teórico da velocidade do som em condições ambientes.

1. A) Método de calibração do alto-falante usado.
2. B) Diâmetro interno do tubo de ressonância.
3. C) Nível de ruído de fundo durante as medidas.
4. D) Pressão atmosférica no local de medição.
5. E) Temperatura ambiente durante o experimento.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. A velocidade do som no ar depende principalmente da temperatura, pois, ao aquecer, as moléculas do ar se agitam mais e a onda se propaga mais rapidamente. Uma aproximação usada no ensino médio é v = 331 + 0,6 T, com T em graus Celsius. Passo 2: O valor teórico só pode ser comparado ao valor experimental se soubermos a temperatura em que a medida foi feita. Sem ela, não há referência para dizer se os 340 m/s estão de acordo com a teoria. Passo 3: Por exemplo, a 20 graus Celsius a previsão é cerca de 343 m/s, e a 15 graus Celsius é cerca de 340 m/s. Assim, a temperatura muda diretamente o resultado esperado. Passo 4: As demais alternativas não são indispensáveis para essa comparação. A calibração do alto-falante afeta a exatidão das frequências, mas não define o valor teórico da velocidade. O diâmetro do tubo tem efeito pequeno, ligado à correção de extremidade, e não entra no cálculo básico de v = 2fL. O ruído de fundo afeta a precisão com que os máximos são percebidos, mas não serve de referência teórica. A pressão atmosférica quase não altera a velocidade do som em gases, sendo irrelevante frente à temperatura. Passo 5: Observação crítica: os dados do texto não são consistentes com v = 2fL. Para L = 0,40 m e f = 1020 Hz, obtém-se 816 m/s; para L = 0,55 m e f = 1360 Hz, obtém-se 1496 m/s. Apenas o primeiro par (0,25 m e 680 Hz) dá 340 m/s. Portanto, a média de 340 m/s relatada não decorre dos valores listados, e isso também deve ser verificado antes da comparação.

💡 Dica: Considere quais variáveis influenciam a velocidade do som no ar.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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