ENEM 2021 - O sino dos ventos é composto por várias barras metálicas de mesmo material e espessura,
Introdução e Contextualização da Questão
Visão Geral da Seção: Nesta parte, o professor Thales introduz a questão do caderno azul de 2021, relacionada ao sino dos Ventos e à frequência e velocidade do som emitido pelos tubos.
Sino dos Ventos e Características dos Tubos
- O sino dos Ventos consiste em vários tubos metálicos que produzem um som característico quando batem uns nos outros.
- A velocidade do som nos tubos é a mesma, pois depende apenas do meio em que se propaga, sendo no caso discutido o ar com uma velocidade de 340 metros por segundo.
Formação de Ondas Estacionárias nos Tubos Abertos
Visão Geral da Seção: Aqui, explora-se como ocorre a formação de ondas estacionárias nos tubos abertos do sino dos Ventos.
Funcionamento das Ondas Estacionárias
- As ondas estacionárias são formadas dentro dos tubos abertos, com regiões de nós (interferência destrutiva) nas extremidades e ventres (amplitude máxima) nessas partes.
- A representação visual das ondas longitudinais permite observar as regiões de compressão e rarefação do ar dentro dos tubos.
Modo Fundamental de Vibração e Harmônicos
Visão Geral da Seção: Neste trecho, discute-se o modo fundamental de vibração, os harmônicos e a intensidade sonora emitida pelos tubos vibrantes.
Modo Fundamental e Harmônicos
- Os harmônicos superiores possuem frequências proporcionais aos comprimentos dos tubos; entretanto, o modo fundamental emite o som mais característico.
- Comparando os comprimentos L1 e L2 dos tubos, percebe-se que quanto maior o comprimento de onda, menor será a frequência sonora emitida.
Relações Matemáticas entre Comprimento e Frequência
Visão Geral da Seção: Aqui são exploradas as relações matemáticas entre o comprimento dos tubos abertos e as frequências sonoras produzidas.
Relações Matemáticas
- A relação fundamental entre frequência (f), velocidade do som (v), e comprimento de onda (λ): f = v/λ.