Questão 86 — ENEM 2015Caderno azul · 1º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Ondulatória / Acústica (características do som)
• ⚡ Nível: Fácil — exige apenas reconhecer a definição de timbre e diferenciá-la de altura e intensidade.
• 🎯 Tema/Habilidade: Qualidades fisiológicas do som (altura, intensidade, timbre) e sua relação com o formato da onda sonora.
• 🏆 Gabarito: D — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual propriedade física do som explica por que reconhecemos flauta e piano tocando a mesma nota como sons diferentes?"
• Palavras-chave decisivas: mesma nota musical, diferenciar, instrumentos
• Armadilha típica: confundir "mesma nota" com "mesmo som". Muitos alunos associam a diferença entre instrumentos à altura (frequência) ou à intensidade (volume), porque essas são as qualidades do som mais conhecidas — mas a questão já fixou a nota (logo, a frequência fundamental é igual) e não menciona volume.
• O que a resposta precisa demonstrar: entender que, quando a frequência fundamental é a mesma, o que distingue duas fontes sonoras é a composição harmônica do som, isto é, o timbre — grandeza associada ao formato da onda resultante.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Altura (ou tom): qualidade do som ligada à frequência da onda sonora. É o que classifica um som como grave (frequência baixa) ou agudo (frequência alta). Como o enunciado diz que os dois instrumentos tocam "a mesma nota", a frequência fundamental é idêntica nos dois casos.
• Intensidade sonora: relacionada à amplitude da onda e à energia transportada por unidade de área e tempo (medida em W/m² ou, na escala logarítmica, em decibéis). É o que diferencia um som "forte" de um som "fraco", mas não impede que dois sons de intensidades diferentes sejam identificados como do mesmo instrumento.
• Timbre: é a qualidade que permite distinguir duas fontes sonoras mesmo quando emitem a mesma nota (mesma frequência fundamental) com a mesma intensidade. Ele resulta da superposição da frequência fundamental com uma série de harmônicos (múltiplos inteiros da fundamental), cujas amplitudes relativas variam de instrumento para instrumento. Essa superposição altera o formato (forma de onda) do som, sem alterar sua frequência fundamental.
• Análise de Fourier (ideia física por trás do timbre): qualquer onda sonora periódica complexa pode ser decomposta na soma de uma onda fundamental mais várias ondas harmônicas de frequências múltiplas. A "receita" de quais harmônicos aparecem e com que peso é a assinatura sonora de cada instrumento — é isso que o ouvido/cérebro capta como timbre.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "flauta e piano emitindo a mesma nota musical" → a frequência fundamental (altura) dos dois sons é igual; portanto, a diferença NÃO pode estar na altura.
• Evidência 2: "consegue-se diferenciar esses instrumentos um do outro" → existe uma outra qualidade sonora, independente da nota tocada, responsável por essa distinção auditiva.
• Síntese: como a nota (altura) é fixada como igual e a questão não fala em volume, a única qualidade do som capaz de diferenciar as fontes sonoras é aquela ligada ao formato da onda gerada por cada instrumento — o timbre.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar o que permanece constante

Quando dois instrumentos tocam a mesma nota musical, a frequência fundamental (f) da onda sonora produzida por ambos é igual. Isso significa que a altura do som — a qualidade associada à frequência — é a mesma para os dois. Logo, qualquer alternativa que aponte a altura ou a frequência como responsável pela diferenciação está descartando a própria premissa do enunciado.

Subpasso 4.2 — Identificar o que muda entre os instrumentos

Cada instrumento musical, ao produzir uma nota, não gera uma onda sonora "pura" (senoidal simples). Ele gera a frequência fundamental somada a uma série de harmônicos (2f, 3f, 4f, ...) com amplitudes específicas, determinadas pela forma como o som é produzido: o material e formato do tubo da flauta, o tipo de embocadura, a vibração das cordas do piano, a caixa de ressonância, o martelo que percute a corda, etc. Essa combinação particular de harmônicos — chamada de espectro sonoro — muda o formato da onda resultante mesmo mantendo a mesma frequência fundamental. É exatamente esse formato de onda diferente que o ouvido interpreta como um "som característico" de cada instrumento.

Subpasso 4.3 — Verificação com as alternativas

Se dois sons de mesma nota (mesma frequência) e, hipoteticamente, mesma intensidade forem gravados em um osciloscópio, veremos dois gráficos de onda com o mesmo período (mesma frequência), mas formatos visivelmente diferentes — um mais "pontudo", outro mais "arredondado", dependendo dos harmônicos presentes. Essa é a assinatura visual do timbre, e é isso que a alternativa D descreve corretamente ao falar em "formatos das ondas... diferentes".

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) intensidade sonora do som de cada instrumento musical.

❌ Incorreta: a intensidade está associada à amplitude da onda (volume/energia transportada), não à identidade timbrística do instrumento. Dois instrumentos podem tocar com a mesma intensidade (mesmo volume) e ainda assim serem perfeitamente diferenciáveis — o enunciado nem menciona diferença de volume entre eles.

B) potência sonora do som emitido pelos diferentes instrumentos musicais.

❌ Incorreta: potência sonora é a quantidade de energia sonora emitida pela fonte por unidade de tempo. Assim como a intensidade, está ligada à "força" do som, não ao seu caráter distintivo — um piano tocado suavemente ainda soa como piano, mesmo com potência bem menor que uma flauta tocada forte.

C) diferente velocidade de propagação do som emitido por cada instrumento musical.

❌ Incorreta: a velocidade de propagação do som depende do meio (ar, água, sólido) e das condições físicas desse meio (temperatura, densidade, elasticidade), não da fonte sonora. Como ambos os sons se propagam no mesmo meio (ar da sala), a velocidade de propagação é a mesma para os dois instrumentos — essa grandeza é irrelevante para diferenciar timbres.

D) timbre do som, que faz com que os formatos das ondas de cada instrumento sejam diferentes.

✅ Correta: o timbre é justamente a qualidade fisiológica do som responsável por diferenciar duas fontes sonoras que emitem a mesma nota (mesma frequência fundamental). Ele decorre da mistura particular de harmônicos que cada instrumento produz, o que resulta em formatos de onda distintos, mesmo com período (frequência) idêntico. É essa "impressão digital sonora" que o ouvido reconhece como "som de flauta" ou "som de piano".

E) altura do som, que possui diferentes frequências para diferentes instrumentos musicais.

❌ Incorreta: essa alternativa contradiz a própria premissa do enunciado. Altura é a qualidade ligada à frequência, e o texto afirma explicitamente que flauta e piano estão emitindo "a mesma nota musical" — ou seja, a mesma frequência fundamental. Se a altura fosse diferente, os instrumentos estariam tocando notas diferentes, o que descaracteriza o cenário proposto.

🏆 Gabarito: D — a diferenciação entre instrumentos que tocam a mesma nota se deve ao timbre, qualidade sonora determinada pela composição de harmônicos que molda o formato da onda, mantendo a frequência fundamental (altura) inalterada.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: como a nota (altura) é a mesma e não há menção a diferença de volume (intensidade/potência) ou de meio de propagação (velocidade), a única qualidade sonora capaz de explicar a distinção auditiva entre flauta e piano é o timbre, ligado ao formato característico da onda de cada fonte.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma cobrar as três qualidades fisiológicas do som — altura (frequência), intensidade (amplitude/energia) e timbre (formato da onda/harmônicos) — pedindo que o aluno associe cada situação cotidiana (afinação, volume, reconhecimento de vozes/instrumentos) à qualidade correta.
• Generalização: sempre que a questão disser "mesma nota/mesma frequência, mas sons reconhecidamente diferentes", a resposta quase certamente envolve timbre; se disser "um som mais alto/mais baixo (grave/agudo)", pense em altura/frequência; se disser "um som mais forte/mais fraco (volume)", pense em intensidade.
• Dica de eliminação rápida: elimine imediatamente alternativas que citam "velocidade de propagação" (depende do meio, não da fonte) e "altura/frequência diferentes" quando o enunciado já disser que a nota é a mesma. Sobram intensidade, potência e timbre — e como não há indício de diferença de volume no texto, o timbre é a resposta mais coerente.
• Conexões: revise também o efeito Doppler (mudança aparente de frequência/altura por movimento relativo) e a escala decibel de intensidade sonora, temas frequentemente cobrados junto com qualidades do som em questões de acústica do ENEM.