Introdução

Outro exemplo interessante é o aparelho de som, que produz ondas sonoras que viajam pelo ar até nossos ouvidos. A intensidade do som é medida em decibéis (dB) e depende da amplitude da onda sonora, calculada pela fórmula I=P/A [W/m²], onde I é a intensidade, P é a potência e A é a área. Lembro de uma aluna que não entendia como o som podia viajar pelo ar, até que expliquei que as moléculas do ar se movem em uma onda longitudinal, transmitindo a energia sonora.

O Conceito na Prática

As ondas são perturbações que se propagam por um meio, como o ar, a água ou o solo. As ondas podem ser classificadas em duas categorias: ondas longitudinais e ondas transversais. As ondas longitudinais são aquelas em que as partículas do meio se movem para frente e para trás, paralelamente à direção de propagação da onda, como as ondas sonoras. As ondas transversais são aquelas em que as partículas do meio se movem perpendicularmente à direção de propagação da onda, como as ondas luminosas.

Exemplos Resolvidos

📌 Exemplo 1: onda sonora

Um aparelho de som produz uma onda sonora com frequência de 440 Hz e amplitude de 0,1 m. Qual é a intensidade da onda sonora? Para resolver esse problema, precisamos usar a fórmula I=P/A [W/m²], onde I é a intensidade, P é a potência e A é a área. A potência é calculada pela fórmula P=Fv [W], onde F é a força e v é a velocidade. A força é calculada pela fórmula F=ma [N], onde m é a massa e a é a aceleração. A aceleração é calculada pela fórmula a=v/t [m/s²], onde v é a velocidade e t é o tempo. O tempo é calculado pela fórmula t=1/f [s], onde f é a frequência. Portanto, I=(Fv)/A = (ma*v)/(A) = (m*(v/t)*v)/(A) = (m*v²)/(A*t) = (m*v²)/(A*(1/f)) = (m*(440 Hz)²*v²)/(A) = 0,1 W/m²

📌 Exemplo 2: onda luminosa

Um laser produz uma onda luminosa com frequência de 5 x 10^14 Hz e amplitude de 0,01 m. Qual é a velocidade da onda luminosa? Para resolver esse problema, precisamos usar a fórmula v=fλ [m/s], onde v é a velocidade, f é a frequência e λ é o comprimento de onda. O comprimento de onda é calculado pela fórmula λ=v/f [m], onde v é a velocidade e f é a frequência. Portanto, v=fλ = f*(v/f) = v = 3 x 10^8 m/s

⚡ Dica para o ENEM

É fundamental entender a diferença entre ondas longitudinais e transversais, pois isso é comum em provas do ENEM. Além disso, é importante lembrar que a velocidade da onda luminosa é constante e igual a 3 x 10^8 m/s

Exercícios para o ENEM

Tente resolver cada exercício antes de ver o gabarito:

Exercício 01

Um aparelho de som produz uma onda sonora com frequência de 200 Hz e amplitude de 0,2 m. Qual é a intensidade da onda sonora?

Para resolver esse problema, precisamos usar a fórmula I=P/A [W/m²], onde I é a intensidade, P é a potência e A é a área. A potência é calculada pela fórmula P=Fv [W], onde F é a força e v é a velocidade. A força é calculada pela fórmula F=ma [N], onde m é a massa e a é a aceleração. A aceleração é calculada pela fórmula a=v/t [m/s²], onde v é a velocidade e t é o tempo. O tempo é calculado pela fórmula t=1/f [s], onde f é a frequência. Portanto, I=(Fv)/A = (ma*v)/(A) = (m*(v/t)*v)/(A) = (m*v²)/(A*t) = (m*v²)/(A*(1/f)) = (m*(200 Hz)²*v²)/(A) = 0,2 W/m²

Exercício 02

Um laser produz uma onda luminosa com frequência de 2 x 10^14 Hz e amplitude de 0,05 m. Qual é a velocidade da onda luminosa?

Para resolver esse problema, precisamos usar a fórmula v=fλ [m/s], onde v é a velocidade, f é a frequência e λ é o comprimento de onda. O comprimento de onda é calculado pela fórmula λ=v/f [m], onde v é a velocidade e f é a frequência. Portanto, v=fλ = f*(v/f) = v = 3 x 10^8 m/s

Exercício 03

Um aparelho de som produz uma onda sonora com frequência de 300 Hz e amplitude de 0,3 m. Qual é a intensidade da onda sonora?

Para resolver esse problema, precisamos usar a fórmula I=P/A [W/m²], onde I é a intensidade, P é a potência e A é a área. A potência é calculada pela fórmula P=Fv [W], onde F é a força e v é a velocidade. A força é calculada pela fórmula F=ma [N], onde m é a massa e a é a aceleração. A aceleração é calculada pela fórmula a=v/t [m/s²], onde v é a velocidade e t é o tempo. O tempo é calculado pela fórmula t=1/f [s], onde f é a frequência. Portanto, I=(Fv)/A = (ma*v)/(A) = (m*(v/t)*v)/(A) = (m*v²)/(A*t) = (m*v²)/(A*(1/f)) = (m*(300 Hz)²*v²)/(A) = 0,3 W/m²

Exercício ENEM

Um laser produz uma onda luminosa com frequência de 4 x 10^14 Hz e amplitude de 0,01 m. Qual é a velocidade da onda luminosa?

Para resolver esse problema, precisamos usar a fórmula v=fλ [m/s], onde v é a velocidade, f é a frequência e λ é o comprimento de onda. O comprimento de onda é calculado pela fórmula λ=v/f [m], onde v é a velocidade e f é a frequência. Portanto, v=fλ = f*(v/f) = v = 3 x 10^8 m/s

Exercício 05

Um aparelho de som produz uma onda sonora com frequência de 400 Hz e amplitude de 0,4 m. Qual é a intensidade da onda sonora?

Para resolver esse problema, precisamos usar a fórmula I=P/A [W/m²], onde I é a intensidade, P é a potência e A é a área. A potência é calculada pela fórmula P=Fv [W], onde F é a força e v é a velocidade. A força é calculada pela fórmula F=ma [N], onde m é a massa e a é a aceleração. A aceleração é calculada pela fórmula a=v/t [m/s²], onde v é a velocidade e t é o tempo. O tempo é calculado pela fórmula t=1/f [s], onde f é a frequência. Portanto, I=(Fv)/A = (ma*v)/(A) = (m*(v/t)*v)/(A) = (m*v²)/(A*t) = (m*v²)/(A*(1/f)) = (m*(400 Hz)²*v²)/(A) = 0,4 W/m²

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