Ano 2021#ciencias-natureza

Sobre o tema

A questão aborda o comportamento das ondas sonoras em barras metálicas de diferentes comprimentos, um tema fundamental na física ondulatória. A frequência fundamental de um objeto vibrante, como as barras do sino dos ventos, depende de suas dimensões e propriedades materiais. A velocidade do som, por sua vez, é determinada pelo meio em que se propaga, não pelo comprimento do objeto. Entender esses conceitos é essencial para compreender fenômenos como a produção de diferentes notas musicais em instrumentos de percussão.

Tópicos relacionados

  • frequência fundamental em barras vibrantes
  • velocidade do som em meios sólidos
  • relação entre comprimento e frequência

Enunciado

O sino dos ventos é composto por várias barras metálicas de mesmo material e espessura, mas de comprimentos diferentes, conforme a figura.

![](https://enem.dev/2021/questions/92/5bb60323-94e3-4bc4-bd57-90725682dd94.png)

Considere f1 e v1, respectivamente, como a frequência fundamental e a velocidade de propagação do som emitido pela barra de menor comprimento, e f2 e v2 são essas mesmas grandezas para o som emitido pela barra de maior comprimento.

As relações entre as frequências fundamentais e entre as velocidades de propagação são, respectivamente,

Alternativas

  • A)

    F1< f2 e v1 < v2.

  • B)

    F1 < f2 e v1 = v2.

  • C)

    F1< f2 e v1 > v2.

  • D)

    F1 > f2 e v1 = v2.

  • E)

    F1 > f2 e v1 > v2.

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Perguntas frequentes

Como o comprimento de uma barra afeta sua frequência fundamental?

Quanto menor o comprimento de uma barra metálica fixa, maior será sua frequência fundamental, pois a onda pode completar ciclos mais rapidamente em distâncias menores.

A velocidade do som depende do comprimento da barra?

Não, a velocidade do som em um material sólido depende exclusivamente das propriedades do material, como módulo de elasticidade e densidade, não sendo influenciada pelo comprimento da barra.

Por que barras de mesmo material mas diferentes comprimentos emitem notas diferentes?

A diferença de comprimento altera a frequência de vibração: barras mais curtas vibram mais rapidamente, produzindo frequências mais altas (agudas), enquanto barras mais longas vibram mais lentamente, gerando frequências mais baixas (grave).

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