Questões de Física - Ondulatória - Acústica - Qualidades Fisiológicas do Som

Um fabricante de instrumentos musicais está construindo tubos sonoros fechados em uma das extremidades e abertos na outra. Ele tem um tubo de 60 cm de comprimento que vibra no terceiro harmônico (n = 3). Se ele desejar construir um novo tubo que vibre no quinto harmônico (n = 5) com a mesma frequência do tubo anterior, qual deveria ser o comprimento do novo tubo, em metros?

Considere que a velocidade do som no ar é de 340 m/s.

Um grupo de ornitólogos visita um parque ecológico de Roraima a fim de observar os pássaros da região. Um dos estudiosos, ao olhar para cima, avista um pássaro canoro voando e fica parado contemplando o animal em seu voo. Como se estivesse recompensando seu admirador, o pássaro começa a cantar.

Qual a percepção do ornitólogo, a respeito do canto do pássaro, se a ave se movimenta verticalmente em relação a ele?

É comum dizer que uma pessoa emitiu um som agudo (ou alto) com sua voz, relacionando a ideia de que suas pregas vocais vibraram com alta frequência, alcançando certa frequência capaz de quebrar um copo de vidro, como demonstrado na figura.

http://www.ciencia-online.net/2013/05/e-possivel-um-cantor-quebrar-um-vidro.html

A voz masculina de um adulto manifesta frequências que, em geral, variam entre 100 e 200 Hz, sendo classificada grave (ou grossa). Por outro lado, a mulher adulta emite sons, em geral, entre frequências de 200 e 400 Hz, produzindo uma voz aguda (ou fina). Nesse contexto, a altura do som está relacionada à sua frequência, e assim, pode-se afirmar:

Heitor Villa-Lobos (1887–1959) foi maestro, compositor, pianista e violonista brasileiro reconhecido mundialmente. Suas obras para violão são estudadas em praticamente todas as faculdades de música do mundo.

O violão acústico é um instrumento musical de cordas que não precisa de energia elétrica, que é geralmente feito de madeira, com um corpo oco, chamado de caixa de ressonância, e que possui um orifício circular na frente.

Sobre os conceitos de Física que envolvem esse instrumento musical, podemos afirmar corretamente que

    O ouvido humano apresenta algumas características interessantes. Uma delas é que existe uma intensidade mínima, ou limiar de audibilidade, I₀ , abaixo da qual o som não é audível. O nível de audibilidade é a grandeza que quantifica a audibilidade (sensação) e sua unidade é o fon, medido em decibéis (dB). O gráfico contém, em escala logarítmica, curvas de igual audibilidade, isto é, cada curva representa uma mesma audibilidade para diferentes frequências.

Fonte: H. Fletcher and W. A. Munson, J.A.S.A., n. 5, 1933. MAGALHÃES, D. A.; ALVES FILHO, J. P. A discreta dança do ar ao som das equações da física acústica. Física na Escola, n. 16, 2018.

Considerando a frequência de 90 Hz, o menor nível de intensidade, em dB, para que possamos perceber algum som é, aproximadamente,

A intensidade é a propriedade fisiológica de uma onda sonora, referente a amplitude, que é comumente chamada de “volume”. Essa grandeza física é percebida pelo ouvido humano de forma logarítmica e, por isso, a unidade mais usual para medir seus valores é o decibel. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) determina como aceitável o ruído presente em uma sala de cirurgia o valor médio de 40 dB. No entanto, é comum medir valores superiores a 70 dB.

Considerando os valores citados, assinale a alternativa que descreve corretamente quantas vezes o valor de intensidade sonora medida em centros cirúrgicos supera a intensidade determinada pela ABNT.