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Exercícios sobre sonar e eco

Exercícios de Física

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre o sonar e eco, um aparelho e um fenômeno ligados à reflexão das ondas sonoras. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior
questão 1

(UFPE) Diante de uma grande parede vertical, um garoto bate palmas e recebe o eco um segundo depois. Se a velocidade do som no ar é 340 m/s, o garoto pode concluir que a parede está situada a uma distância aproximada de:

a) 17 m

b) 34 m

c) 68 m

d) 170 m

e) 340 m

questão 2

Leia o texto a seguir:

… O USS Zumwalt é 29 metros maior que outro navio de guerra semelhante, o Arleigh Burke (DDG 51). Mas ele também é 50 vezes mais difícil de ser detectado em comparação aos atuais navios de guerra graças à sua forma angular, declarou o capitão James Downey ao jornal Portland Press Herald. Downey é o chefe do programa DDG 1000 para o Departamento de Defesa dos Estados Unidos.

O objetivo desse design "oculto" é que o navio possa navegar sem ser facilmente detectado em águas menos profundas, perto da costa...

Fonte:BBC.com;
acesso em 19/08/2016

A respeito do texto e dos fenômenos ondulatórios, marque a alternativa correta:

a) A forma angular do USS Zumwalt favorece a absorção de parte das ondas enviadas por radares, assim, o navio não é detectado;

b) A forma angular do USS Zumwalt favorece a difração de parte das ondas enviadas por radares, assim, o navio não é detectado;

c) A forma angular do USS Zumwalt favorece a reflexão de parte das ondas enviadas por radares, assim, o navio não é detectado;

d) A forma angular do USS Zumwalt favorece a refração de parte das ondas enviadas por radares, assim, o navio não é detectado;

e) A forma angular do USS Zumwalt favorece o fenômeno da interferência de ondas, assim, o navio não é detectado;

questão 3

(Fuvest) Uma fonte emite ondas sonoras de 200Hz. A uma distância de 3400m da fonte, está instalado um aparelho que registra a chegada das ondas por meio do ar e as remete de volta por meio de um fio metálico retilíneo. O comprimento dessas ondas no fio é 17m. Qual o tempo de ida e volta das ondas?

Dado: velocidade do som no ar igual a 340 m/s.

a) 11s

b) 17s

c) 22s

d) 34s

e) 200s

questão 4

O tempo de persistência sonora é o tempo necessário para que o ouvido humano faça distinção entre dois sons. O eco ocorre quando o som emitido por uma fonte é refletido por um obstáculo e percebido pela fonte em um tempo superior ao da persistência sonora, que é de 0,1 s. Imagine a possibilidade de ocorrer eco de um som emitido na água. Qual seria a distância mínima necessária entre a fonte sonora e o obstáculo para que ocorresse esse fenômeno?

DADO: Velocidade do som na água ≈ 1500 m/s

a) 1500 m

b) 150 m

c) 300 m

d) 3000 m

e) 75 m

respostas
Questão 1

LETRA “D”

A partir da definição de velocidade média, temos:

V = Δs ÷ Δt

O eco é um som que é refletido em um obstáculo e retorna à fonte em um tempo superior ao tempo da persistência sonora (0,1 s). Sendo assim, o espaço a ser considerado deve ser o dobro, pois as ondas sonoras devem ir e voltar em direção ao garoto.

VSOM = 2.Δs ÷ Δt

340 = 2.Δs ÷ 1

2.Δs = 340

Δs = 170 m

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Questão 2

LETRA “C”

O navio USS Zumwalt possui formato triangular, assim, parte das ondas vindas de radares inimigos são refletidas em direções diversas. A quantidade de ondas que voltam aos radares inimigos não é suficiente para levar todas as informações, o que faz o navio parecer menor do que realmente é.

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Questão 3

IDA AO APARELHO:

Na ida das ondas até o aparelho, o tempo pode ser dado pela seguinte equação:

VSOM = Δs ÷ Δt

340 = 3400 ÷ Δt

Δt = 3400 ÷ 340

Δt = 10 s

RETRANSMISSÃO:

Ao serem retransmitidas, as ondas deixam de se propagar no ar e passam a se propagar em um fio. Com a mudança de meio de propagação, a frequência das ondas sonoras não é alterada. Sendo assim, podemos determinar a velocidade das ondas no fio por meio da seguinte equação:

V = λ . f

V = 17 . 200

V = 3400 m/s

Sabendo que as ondas propagam-se a 3400 m/s no fio e que a distância do aparelho detector à fonte é de 3400 m, podemos concluir que o tempo de retorno das ondas é de 1 s.

O tempo de ida e volta é dado pela seguinte soma:

TTOTAL = TIDA + TVOLTA

TTOTAL = 10 + 1 = 11 s

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Questão 4

LETRA “E”

O eco é um som que é refletido em um obstáculo e retorna à fonte em um tempo superior ao tempo da persistência sonora (0,1 s). Sendo assim, o espaço a ser considerado deve ser o dobro, pois as ondas sonoras devem ir e voltar em direção à fonte. O tempo considerado será o da persistência sonora, portanto, temos que:

VSOM = 2.Δs ÷ Δt

1500 = 2.Δs ÷ 0,1

2.Δs = 1500 x 0,1

2.Δs = 150

Δs = 75 m

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