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Exercícios sobre ultrassom

Exercícios de Física

Esta lista de exercícios trata sobre o ultrassom, ondas sonoras que possuem frequências acima do limite máximo percebido pelo ouvido humano. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior
questão 1

(Unipas-PB) O ultrassom ou o ecossonografia é uma técnica médica que reproduz imagens e utiliza ondas sonoras com frequências muito elevadas e comprimentos de onda muito pequenos, as quais são enviadas para explorar o corpo humano que tem como principal constituinte a água. Os “ecos” vindos do interior do organismo são usados para criar uma imagem. Considerando-se um ultrassom com frequência igual a 5,0 MHz e o comprimento de onda igual a 0,3 mm, é correto afirmar que, em um intervalo de tempo de 2,0 ms, o ultrassom percorre no interior do corpo humano uma distância média, em m, igual a

01) 1,0

02) 2,0

03) 3,0

04) 4,0

05) 5,0

questão 2

(Ufam) Sejam as seguintes afirmativas sobre as ondas sonoras:

I. O som é uma onda mecânica progressiva longitudinal cuja frequência está compreendida, aproximadamente, entre 20 Hz e 20 kHz.

II. O ouvido humano é capaz de distinguir dois sons, de mesma frequência e mesma intensidade, desde que as formas das ondas sonoras correspondentes a estes sons sejam diferentes. Os dois sons têm timbres diferentes.

III. A altura de um som é caracterizada pela frequência da onda sonora. Um som de pequena frequência é grave (baixo) e um som de grande frequência é agudo (alto).

IV. Uma onda sonora com comprimento de onda de 10 mm é classificada como ultrassom.

V. A intensidade do som é tanto maior quanto menor for a amplitude da onda sonora.

(Quando necessário, adote o valor de 340 m/s para a velocidade do som no ar.)

Assinale a alternativa correta:

a) Somente as afirmativas I, II, III e IV estão corretas.

b) Somente as afirmativas II, III e V estão corretas.

c) Somente as afirmativas I, III, IV e V estão corretas.

d) Somente as afirmativas II, III, IV e V estão corretas.

e) Somente as afirmativas I, II, IV e V estão corretas.

 

questão 3

Marque a alternativa correta a respeito do ultrassom.

a) Ultrassons são ondas sonoras, transversais, que possuem frequência superior ao limite máximo percebido pelo ouvido humano.

b) Ultrassons são ondas sonoras de baixíssima intensidade e alta velocidade.

c) Ultrassons são ondas sonoras que possuem frequência acima do limite máximo percebido pelo sistema auditivo humano.

d) Todos os seres vivos percebem as mesmas frequências de ultrassom.

e) O ultrassom é uma onda mecânica, longitudinal e bidimensional que possui frequência superior ao limite máximo percebido pelo ouvido humano.

questão 4

Determinada fonte de ondas sonoras emite ondas que se propagam no ar com velocidade de 340 m/s e comprimento de onda de 5 mm. Marque a alternativa que traz informações corretas a respeito das ondas emitidas por essa fonte qualquer.

a) As ondas emitidas são classificadas como infrassons.

b) As ondas emitidas são classificadas como ultrassons, pois possuem frequência abaixo da capacidade máxima percebida pelo ouvido humano.

c) As ondas emitidas são classificadas como ondas polarizadas.

d) As ondas emitidas são ultrassons de frequência 100.000 Hz.

e) As ondas emitidas são ultrassons, pois possuem frequência 3,4 vezes maior que a frequência máxima percebida pelo ouvido humano.

respostas
Questão 1

 Número 3.

Dados da questão:

Frequência das ondas: f = 5 MHz = 5 . 106 Hz

Comprimento de onda: λ = 0,3 mm = 0,3 .10 – 3 m

Intervalo de tempo: Δt = 2,0 ms = 2 .10 – 3 s

O primeiro passo é a determinação da velocidade de propagação da onda, e isso será possível por meio do princípio fundamental da ondulatória.

V = λ . f

V = 0,3 .10 – 3 . 5 . 106

V = 1,5 . 103 m/s = 1500 m/s

A distância percorrida no corpo humano pode ser determinada pela equação da velocidade média.

V = Δs ÷ Δt

1500 = Δs ÷ 2 .10 – 3

Δs = 1500 . 2 .10 – 3

Δs = 3000 . 10 – 3 = 3 m

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Questão 2

Letra A

I) Correto. O intervalo de 20 Hz a 20 kHz corresponde ao espaço audível para o ser humano.

II) Correto. O timbre está relacionado à forma das ondas sonoras, o que permite a distinção entre fontes diferentes que emitem o mesmo som.

III) Correto. A altura é a característica das ondas sonoras relacionada à frequência do som.

IV) Correto. Adotando a velocidade do som como 340 m/s, a frequência para um som de comprimento de onda de 10 mm (0,01 m) será de 34.000 Hz. Por estar acima do máximo percebido pelo ouvido humano, que é de 20.000 Hz, este som é classificado como ultrassom.

V) Incorreto. A intensidade do som é tanto maior quanto maior for a amplitude da onda sonora.

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Questão 3

Letra C

O ouvido humano tem capacidade de perceber sons com frequências de até 20.000 Hz. Ondas sonoras que possuem frequência acima da capacidade máxima do ouvido humano são denominadas de ultrassom.

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Questão 4

 Letra E

A partir do princípio fundamental da ondulatória, pode-se determinar a frequência das ondas sonoras. Sabendo que 5 mm correspondem a 0,005 m, temos:

V = λ . f

340 = 0,005 .f

f = 340 ÷ 0,005

f = 68.000 Hz

A frequência máxima percebida pelo ouvido humano é de 20.000 Hz, portanto, o som produzido pela fonte mencionada na questão é classificado como ultrassom. A razão entre 68.000 e 20.000 resulta em 3,4; o que nos mostra que a frequência produzida pela fonte é 3,4 vezes maior que o máximo percebido pelo ouvido humano.

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