O sino dos ventos é composto por várias barras metálicas de mesmo material e espessura, mas de comprimentos diferentes, conforme a figura.
Considere f1 e v1, respectivamente, como a frequência fundamental e a velocidade de propagação do som emitido pela barra de menor comprimento, e f2 e v2 são essas mesmas grandezas para o som emitido pela barra de maior comprimento.
As relações entre as frequências fundamentais e entre as velocidades de propagação são, respectivamente,
Esta questão avalia o conceito de propagação do som em sólidos e a relação entre comprimento de uma barra vibrante e frequência fundamental.
A velocidade de propagação do som em um meio sólido depende exclusivamente das propriedades do material — mais especificamente do módulo de elasticidade e da densidade. Como as duas barras são feitas do mesmo material e têm a mesma espessura, a velocidade do som em ambas é idêntica: v₁ = v₂.
A frequência fundamental de uma barra metálica em vibração livre é dada por f = \dfrac{v}{2L}, onde v é a velocidade do som no material e L é o comprimento da barra. Como v é igual para as duas barras, a frequência depende inversamente do comprimento: a barra mais curta (comprimento 1) vibra com maior frequência. Logo, f₁ > f₂.
Isso explica por que as barras menores do sino dos ventos produzem sons mais agudos e as maiores produzem sons mais graves — um princípio análogo ao de instrumentos de sopro e cordas.
A alternativa correta combina exatamente essas duas conclusões: frequência maior na barra menor e mesma velocidade de propagação para ambas.
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