Ficha nº3

 

Características das ondas sonoras

1. As figuras representam os gráficos de uma onda mecânica que se propaga no tempo e no espaço.

1.1. Assinala a amplitude no gráfico.

1.2. Assinala o comprimento de onda no gráfico respetivo.

1.3. Assinala o período da onda corretamente no gráfico respetivo.

1.4. Determina o comprimento de onda.

1.5. Determina o período da onda.

1.6. Determina a velocidade de propagação da onda.

 

2. Na figura tens o gráfico pressão-tempo num ponto de uma onda sonora no ar.

Com base no gráfico, responde às questões seguintes.

2.1 Seleciona a afirmação correta para a pressão do ar nesse ponto.

A - No instante 0,02 s a pressão do ar é nula.

B - No instante 0,03 s a pressão do ar é máxima.

C - No instante 0,04 s a pressão do ar começa a diminuir.

D - No instante 0,07 s a pressão do ar é mínima.

2.2 Indica um instante em que a pressão do ar no ponto é igual à pressão de equilíbrio.

2.3 Lê no gráfico o valor do período da onda sonora.

2.4 Calcula a frequência da onda sonora.

3. De entre as seguintes afirmações, seleciona as verdadeiras (V) e as falsas (F).

(A) A amplitude de uma onda sonora está relacionada com a intensidade máxima da perturbação.

(B) A unidade do Sistema Internacional de frequência é o segundo(s).

(C) Quanto maior a frequência de uma onda, menor o seu período.

(D) Uma onda que efetue duas oscilações completas por segundo apresenta uma frequência de 1 Hz.

(E) Uma onda sonora é caracterizada por uma frequência igual à frequência de vibração da fonte.

4. Uma onda periódica é produzida quando uma gota de água cai na superfície calma de um lago. Esta onda propaga-se mantendo a forma circular. Classifica as seguintes afirmações em verdadeiras (V) ou falsas (F).

(A) Esta onda tem características transversais.

(B) Esta onda tem características longitudinais.

(C) A velocidade de propagação da onda é a mesma em todas as direções.

5. Observa a imagem, que traduz a vibração de duas partículas, A e B, de um determinado meio.

As partículas estão a diferentes distâncias da fonte sonora.

5.1 Para cada caso, seleciona a opção que completa corretamente cada uma das afirmações:

A. A partir do gráfico representado, pode determinar-se diretamente ...

I. ... o comprimento de onda.

II. ... a frequência e o comprimento de onda.

III. ... a amplitude.

IV. ... a velocidade de propagação.

B. As duas partículas vibram com ...

I. ... igual frequência.

II. ... igual amplitude.

III. ... diferente comprimento de onda.

IV. ... igual comprimento de onda e amplitude.

5.2 Refere se a vibração das partículas do meio pode ter sido provocada pela mesma fonte sonora. Justifica a tua resposta.

5.3 Identifica, justificando, qual das partículas está mais próxima da fonte sonora.

 

6. Lê com atenção o seguinte texto.

"Os fenómenos ondulatórios que ocorrem num dado meio material estão associados à propagação de vibrações mecânicas. Por exemplo, quando a vibração da corda de uma guitarra se propaga no ar, forma-se uma onda (sonora) que reconhecemos como som. As ondas assim formadas podem ser caracterizadas por determinadas grandezas físicas, como o comprimento de onda, a frequência e o período. Numa onda sonora que se propaga, por exemplo, no ar, formam-se zonas de compressão e rarefação. A distância entre duas zonas consecutivas de compressão máxima ou entre duas zonas consecutivas de rarefação máxima é sempre a mesma para a onda em questão. Se nos concentrarmos numa determinada região do espaço, pode verificar-se que, ao longo do tempo, o ar sofre compressão para depois sofrer rarefação para, seguidamente, sofrer outra vez compressão em ciclos periódicos. Nestes ciclos periódicos podemos contar o número de ciclos que ocorrem por unidade de tempo e verificar que esse valor é sempre o mesmo para a onda em questão. Inversamente, podemos determinar o tempo que demora cada ciclo e verificar que esse valor é o mesmo, isto é, é característico da onda.

De acordo com o texto e com os conhecimentos que já adquiriste, responde às seguintes questões.

6.1. Indica três grandezas físicas que permitem caracterizar uma onda.

6.2. Transcreve do texto a frase ou expressão que define cada uma das grandezas físicas referidas na alínea anterior.

6.3. Como se representa cada uma das grandezas físicas referidas na alínea 1. e quais são as respetivas unidades no Sistema Internacional, SI?

6.4. Completa as seguintes frases que descrevem como é que as diferentes características de uma onda, que se propaga com uma determinada velocidade, se relacionam entre si.

(A) Quanto maior for a frequência, f, _____ é o comprimento de onda, ʎ, da onda sonora.

(B) Quanto maior for a frequência, f, ____ é o período, T, de oscilação.

(C) Quanto maior for o período, T, é o comprimento de onda, ʎ, da onda sonora.

7. Dois diapasões, A e B, produzem sons no ar. A figura representa os sinais visualizados no ecrã de um osciloscópio correspondentes aos sons captados por um microfone (no eixo horizontal representa-se o tempo).

a. Qual das ondas sonoras, A ou B, tem maior amplitude de pressão?

b. Em qual dos diapasões as hastes vibraram com maior amplitude?

c. Relaciona os períodos dos sons.

d. Qual dos sons foi mais intenso?

8. As figuras I e II mostram dois tipos de ondas mecânicas numa mola em hélice.

8.1 Escreve em cada retângulo o tipo de onda observada na mola.

8.2 Desenha nos quadrados as setas correspondentes à direção de vibração da mola e à direção de propagação da onda em cada caso.

8.3 Completa corretamente a frase seguinte:

As ondas sonoras são ondas mecânicas ____ como a da figura ____.

9. Observa atentamente a seguinte representação gráfica da propagação de uma onda. O tempo necessário para que esta onda execute uma oscilação completo é de 2 s.

9.1. Indica um ponto que se situe:

numa crista;

num ventre.

9.2. Indica dois pontos:

em fase;

desfasados.

9.3. Indica:

a amplitude da onda;

o comprimento de onda;

o período.

9.4. Calcula a frequência da onda.

9.5. Calcula a velocidade de propagação da onda.

10. Considera a seguinte representação da propagação de uma onda sonora no tempo.

Determina, em unidades SI:

a) o período;

b) a frequência.

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