O trombone de Quincke é um dispositivo experimental utilizado para demonstrar o fenômeno da interferência de ondas sonoras. Uma fonte emite ondas sonoras de determinada frequência na entrada do dispositivo. Essas ondas se dividem pelos dois caminhos ( ADC e AEC) e se encontram no ponto C, a saída do dispositivo, onde se posiciona um detector. O trajeto ADC pode ser aumentado pelo deslocamento dessa parte do dispositivo. Com o trajeto ADC igual ao AEC, capta-se um som muito intenso na saída. Entretanto, aumentando-se gradativamente o trajeto ADC, até que ele fique como mostrado na figura, a intensidade do som na saída fica praticamente nula. Desta forma, conhecida a velocidade do som no interior do tubo (320 m/s), é possível determinar o valor da frequência do som produzido pela fonte. O valor da frequência, em hertz, do som produzido pela fonte sonora é A 3 200 B 1 600 C 800. D 640. E 400 .
Respostas
ALTERNATIVA CORRETA LETRA C.
RESOLUÇÃO:
Bom, a intensidade é nula para que não haja saída de som do trombone e para isso deve-se haver um fenômeno denominado de interferência destrutiva que é provocada entre as ondas sonoras, este por sua vez consegue cancelar a intensidade do som. A interferência destrutiva é consequência da defasagem entre as duas ondas, que é causada pela diferença entre as distâncias percorridas por cada uma.
Matematicamente falando temos:
ΔS (entre as fontes) =|(0,3 + 0,3) – (0,4 + 0,4)| = N ímpar λ/2
O primeiro mínimo corresponde a N = 1.
Agora para descobrir o comprimento de onda:
0,2 = λ/2
λ = 0,4 m
Descobrindo o comprimento de onda em seguida podemos usa-lo para encontrar a frequência da velocidade, dividindo o valor da velocidade do som que é 320 pelo valor do comprimento de onda:
f = 320/0,4 = 800 Hz.
Resposta:
(C) 800 Hertz ✔️
Explicação:
Para uma mesma diferença de caminho, a interferência é construtiva, o que comprova que a fonte emitiu ambas as ondas com a mesma fase. Quando a diferença de caminho entre as duas, na segunda situação, é de 20 cm = 0,2 m, ocorre o primeiro mínimo de intensidade (primeiro mínimo de interferência). Para isso, a diferença de caminho tem que ser um número ímpar de meio comprimento de onda. Cabe ressaltar que a distância total percorrida no ramo da direita é 0,3 + 0,3 = 0,6 m e a distância total percorrida pela onda da esquerda é 0,4 + 0,4 = 0,8 m. Assim, matematicamente:
ΔSentre as fontes=|(0,3 + 0,3) – (0,4 + 0,4)| = N ímpar λ/2, N = 1,3,5,…
O primeiro mínimo corresponde a N = 1, logo
0,2 = λ/2
0,2 = λ/2λ = 0,4 m
Com o valor do comprimento de onda, podemos encontrar o valor do da frequência com a velocidade dada no enunciado, utilizando a equação fundamental da onda:
f = 320/0,4 = 800 Hz.