Em um microfone capacitivo, uma das placas é uma membrana que vibra com a onda sonora. Considere um modelo no…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um microfone capacitivo, uma das placas é uma membrana que vibra com a onda sonora. Considere um modelo no qual a capacitância é dada por C = eA/d, sendo e e A constantes e d a distância entre as placas. Uma onda sonora faz a membrana oscilar em torno da posição de equilíbrio, aproximando-a e afastando-a da outra placa. Um estudante afirma: “Se a frequência do som aumentar, mas a amplitude do movimento da membrana permanecer a mesma, a variação máxima da capacitância também aumentará.” Avalie essa afirmação e justifique sua conclusão com base na relação entre capacitância, distância entre as placas e movimento da membrana.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
A afirmação está incorreta. Mantida a mesma amplitude de movimento, a membrana alcança as mesmas distâncias mínima e máxima em relação à outra placa; como C = eA/d, os valores extremos da capacitância e sua variação máxima permanecem iguais. O aumento da frequência faz a capacitância variar mais rapidamente no tempo, mas não altera sua variação máxima.
Explicação
A capacitância depende da distância entre as placas, não diretamente da frequência. Com a mesma amplitude, a membrana percorre o mesmo intervalo de distâncias e produz a mesma variação máxima de capacitância; uma frequência maior apenas torna mais rápidos os ciclos de variação.
Raio-X da questão
Capacitância inversamente proporcional à distância entre placas.
Relacionar a oscilaç
Relação C = εA/d. · Significado físico de frequência e amplitude de uma oscilação.
Oscilação periódica: distinção entre frequência e amplitude.
Afirmar que maior frequência implica maior variação máxima, confundindo frequência com amplitude.
Argumentação baseada em evidências.
Modelo simplificado
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