Exercícios sobre sonar e eco
(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
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
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;
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.
(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
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
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
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
