FísicaFUVESTBNCC EM13CNT107Média⏱ 3 a 5 minu

Em sistemas de áudio, capacitores podem compor filtros que direcionam diferentes faixas de frequência para os…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT107

Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Em sistemas de áudio, capacitores podem compor filtros que direcionam diferentes faixas de frequência para os alto-falantes adequados. Considere um filtro RC simplificado para um tweeter, formado por um capacitor de 10 µF e um alto-falante cuja resistência é 8,0 O. No modelo, a frequência característica é dada por f = 1/(2piRC). Para estimar o comprimento de onda do som nessa frequência, considere a velocidade do som no ar igual a 340 m/s. Calcule a frequência característica do filtro e o comprimento de onda do som correspondente no ar. Apresente as relações utilizadas e os resultados com dois algarismos significativos.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Usando f = 1/(2piRC), com R = 8,0 O e C = 10 µF = 1,0 × 10^-5 F, obtemos f = 1/[2pi × 8,0 × 1,0 × 10^-5] aprox. 2,0 × 10^3 Hz. O comprimento de onda é ? = v/f = 340/(2,0 × 10^3) aprox. 0,17 m.

Explicação

O produto RC determina a frequência característica do filtro. Em seguida, a relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda, v = f?, permite estimar ? para o som no ar.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom aplicar

Leitura Baixo

Discriminação Baixo

Peso pedagógico Complement

Autonomia do enunciado Alta; fornece modelo

Cobertura da habilidade Relaciona

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ Problema numérico co🧩 Verificar aplicação

🎯 Conceito central

Frequência característica de circuito RC e comprimento de onda.

📌 Objetivo

Calcular a frequênci

🧱 Pré-requisitos

Uso da relação f = 1/(2piRC) e conversão de microfarads para farads. · Relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda.

📚 Reveja

Relação entre frequência, período e comprimento de onda.

⚠️ Erro mais comum

Usar o valor de C em microfarads sem convertê-lo para farads ou inverter a relação do comprimento de onda.

🌎 Tema transversal

Tecnologia e aplicações do som.

🏫 Contexto

Filtro RC usado em s

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