O ouvido humano apresenta algumas características interessantes. Uma delas é que existe uma intensidade mínima, ou limiar de audibilidade, I 0, abaixo da qual o som não é audível. O nível de audibilidade é a grandeza que quantifica a audibilidade (sensação) e sua unidade é o fon, medido em decibéis (dB). O gráfico contém, em escala logarítmica, curvas de igual audibilidade, isto é, cada curva representa uma mesma audibilidade para diferentes frequências.

Considerando a frequência de 90 Hz, o menor nível de intensidade, em dB, para que possamos perceber algum som é, aproximadamente,

A) −20.

B) 0.

C) 30.

D) 40.

E) 4000.

✍ Resolução Em Texto

Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Física (Acústica e Ondulatória) e Interpretação de Gráficos (Escalas Logarítmicas).

Tema/Objetivo Geral: Interpretar um gráfico de curvas de “igual audibilidade” para determinar o nível de intensidade sonora (dB) necessário para que um som de baixa frequência (grave) se torne audível ao ouvido humano.

Nível da Questão: Fácil/Médio.
Por que Fácil/Médio? Não exige cálculos, apenas leitura de gráfico. A dificuldade está em navegar no gráfico, que tem muitas linhas e escalas logarítmicas, sem se perder. É um exercício de “batalha naval” (cruzar linha e coluna).

Gabarito: D (40).
A alternativa está correta pois, ao cruzarmos a frequência de 90 Hz com a curva inferior (limiar de audibilidade), encontramos no eixo vertical o valor correspondente de 40 dB.

1️⃣ PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)

Decodificação do Objetivo:
A questão quer saber: “Qual é o volume mínimo (em decibéis) para eu conseguir escutar um som grave de 90 Hz?”
O texto diz que a “intensidade mínima” é chamada de Limiar de Audibilidade (ou Limiar I0). No gráfico, isso é representado pela linha mais baixa de todas.

Simplificação Radical (A Analogia Central):
Imagine que o gráfico é um mapa do tesouro.

  • Coordenada X (Horizontal): Onde está o tesouro? Na posição “90 Hz”.
  • Coordenada Y (Vertical): Qual a profundidade? Precisamos descobrir.
  • A Trilha: Temos que seguir a linha de baixo (“chão” do gráfico) até chegar na posição 90 Hz e ler a altura na régua lateral.

Plano de Ataque:

  1. Achar o 90 Hz: Localizar o número 90 no eixo horizontal.
  2. Subir até a Linha: Subir o dedo a partir do 90 até tocar na curva chamada “Limiar de Audibilidade” (a última de baixo).
  3. Ler o dB: Olhar para a esquerda e ver qual número está no eixo vertical.

2️⃣ PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)

Vamos entender o gráfico:

  • Eixo X (Frequência): Está em escala logarítmica. Note que os espaços entre 20, 100, 500 não são iguais.
    • Onde fica o 90? Fica logo antes do 100.
  • Eixo Y (Intensidade dB): Escala linear (de 10 em 10).
  • Curvas: Cada linha vermelha é uma sensação de volume igual.
    • Curva de 0 fon: É o silêncio absoluto para o ouvido humano. Abaixo dela, não ouvimos nada. Acima dela, começamos a ouvir. Essa é a curva que nos interessa.

3️⃣ PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)

Vamos fazer o rastreamento visual:

  • Localizar 90 Hz: Olhe para o eixo de baixo. Ache o “100”. O “90” é o tracinho imediatamente à esquerda do 100.
  • Encontrar o Limiar: O texto pede “para que possamos perceber algum som”. Isso significa o mínimo possível. Devemos olhar para a curva mais baixa, indicada pela seta “Curva de 0 fon / Limiar de audibilidade”.
  • O Cruzamento:
    • Coloque o dedo no 90 Hz.
    • Suba até tocar na linha de baixo (a curva do limiar).
    • Note que, nessa região de sons graves, a curva sobe muito! O ouvido humano é “surdo” para graves baixos.
  • A Leitura:
    • O ponto onde o 90 Hz toca a curva está na altura da linha horizontal do 40 dB.
    • Siga a linha horizontal para a esquerda: ela bate exatamente no número 40.

Síntese do Detetive:
Para ouvir um som grave de 90 Hz, precisamos aumentar o volume até 40 dB. Se fosse um som agudo de 1000 Hz, bastaria 0 dB. Mas como é grave, o ouvido precisa de mais potência.

Expectativa: Alternativa D.

4️⃣ PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)

  • A) – 20.
    • Diagnóstico do Erro: Leitura fora do gráfico ou confusão com escalas negativas (que existem em áudio digital, mas não neste gráfico de pressão sonora).
    • Conclusão: 🔴 Incorreta.
  • B) 0.
    • Diagnóstico do Erro: O aluno olhou para o nome da curva (“0 fon”) e achou que a resposta era 0 dB. Ou olhou para a frequência de 1000 Hz (onde o limiar é realmente 0 dB).
    • Conclusão: 🔴 Incorreta.
  • C) 30.
    • Diagnóstico do Erro: Erro de paralaxe ou leitura imprecisa. O ponto de 30 dB na curva de limiar corresponde a uma frequência um pouco maior, perto de 150-200 Hz.
    • Conclusão: 🔴 Incorreta.
  • D) 40.
    • Análise: Perfeita. No eixo horizontal, localizamos 90 Hz (pouco antes de 100). Subindo até a curva inferior (limiar), o ponto correspondente no eixo vertical é 40 dB.
    • Conclusão: 🟢 Alternativa correta.
  • E) 4000.
    • Diagnóstico do Erro: Confusão de eixos. O aluno pode ter olhado para o eixo X (frequência) onde a sensibilidade é máxima (o “vale” da curva perto de 4000 Hz) e misturado os conceitos.
    • Conclusão: 🔴 Incorreta.

5️⃣ PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)

Frase de Fechamento:
A sensibilidade do ouvido humano não é linear; para frequências baixas (graves) como 90 Hz, necessitamos de uma intensidade sonora muito maior (cerca de 40 dB) apenas para começar a ouvir o som, conforme demonstra a curva do limiar de audibilidade.

Resumo-flash (A Imagem Mental):
“Ouvido humano é ruim de grave. Para escutar um baixão (90 Hz), tem que aumentar o volume (40 dB).”

🧠 Para ir Além (Engenharia de Áudio):
É por isso que aparelhos de som antigos tinham um botão chamado Loudness. Quando você ouve música em volume baixo, o baixo e a bateria (graves) somem, porque seu ouvido perde a sensibilidade (como vimos no gráfico). O botão Loudness aumenta artificialmente os graves e agudos quando o volume está baixo para compensar essa falha do ouvido humano e fazer a música parecer “cheia”.