Questão 65 do ENEM 2014 — Ciências da Natureza

Para entender o que está acontecendo com o som que chega ao músico, precisamos analisar como as ondas sonoras interagem com os obstáculos à sua frente (as pessoas mais altas). O fenômeno que permite que uma onda contorne obstáculos ou fendas é chamado de difração.

A capacidade de uma onda sofrer difração depende da relação entre o seu comprimento de onda ($\lambda$) e as dimensões do obstáculo. Quanto maior for o comprimento de onda em relação ao obstáculo, mais intensa será a difração, ou seja, mais facilmente a onda conseguirá contorná-lo.

Podemos relacionar a frequência ($f$) do som com o seu comprimento de onda ($\lambda$) através da equação fundamental da ondulatória:

$v = \lambda \cdot f$

Onde $v$ é a velocidade do som no ar, dada como $340 \text{ m/s}$. Isolando o comprimento de onda, temos:

$\lambda = \frac{v}{f}$

Vamos calcular os comprimentos de onda para os extremos das frequências emitidas pela banda:

Para as notas mais graves (frequência mínima de $20 \text{ Hz}$): $\lambda_{\text{grave}} = \frac{340}{20} = 17 \text{ m}$

Para as notas mais agudas (frequência máxima de $4000 \text{ Hz}$): $\lambda_{\text{aguda}} = \frac{340}{4000} = 0,085 \text{ m} = 8,5 \text{ cm}$

Agora, vamos comparar esses valores com o tamanho dos obstáculos, que são as pessoas à frente do músico (cujas dimensões são da ordem de $1 \text{ m}$ a $2 \text{ m}$).

O comprimento de onda dos sons graves ($17 \text{ m}$) é bem maior que as dimensões das pessoas. Por isso, essas ondas sofrem uma difração muito acentuada, contornando facilmente o público e chegando ao músico com clareza.

Por outro lado, o comprimento de onda dos sons agudos ($8,5 \text{ cm}$) é muito menor que as dimensões das pessoas. Sendo assim, essas ondas sofrem pouca difração e acabam sendo bloqueadas pelos corpos à frente, criando uma espécie de "sombra acústica". É exatamente por isso que o músico percebe uma perda de nitidez nas notas mais agudas.

Portanto, o fenômeno ondulatório principal responsável por essa diferenciação na percepção do som é a difração.