Gabarito comentado
Em uma corda fixada nas duas extremidades, apenas frequências específicas geram ondas estacionárias: as frequências harmônicas fₙ = n × v/(2L), sendo n = 1, 2, 3, ... O primeiro harmônico é a frequência fundamental; os seguintes são múltiplos inteiros dela. Esse modelo explica como instrumentos de corda como violão e piano produzem notas musicais bem definidas.
Resolução passo a passo
Para o terceiro harmônico (n = 3), o comprimento de onda é dado por λ₃ = 2L/3. Com L = 1,2 metro, obtém-se λ₃ = 2 × 1,2 / 3 = 2,4/3 = 0,8 metro. Pela equação fundamental v = λ · f, a frequência é f₃ = v / λ₃ = 120 / 0,8 = 150 hertz. A frequência fundamental seria f₁ = v/(2L) = 120/2,4 = 50 Hz, e o segundo harmônico teria f₂ = 100 Hz; o quarto harmônico seria 200 Hz. A opção 50 Hz corresponde ao primeiro harmônico (fundamental), não ao terceiro. A opção 100 Hz é o segundo harmônico. A opção 200 Hz é o quarto harmônico. A opção 300 Hz seria o sexto harmônico (n = 6), pois 6 × 50 = 300. Apenas 150 Hz, que é 3 × 50 Hz, corresponde ao terceiro harmônico, obtido diretamente pela relação fₙ = n × f₁ ou pelo cálculo λₙ = 2L/n seguido de f = v/λ.
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