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físicaoscilações e ondulatória
QUESTÕES DE VESTIBULARES2011.1 (1o semestre)2011.2 (2o semestre)
sumáriocinemática e dinâmica das oscilações
VESTIBULARES 2011.1 ........................................................................................................ 2VESTIBULARES 2011.2 ........................................................................................................ 5
introdução e equação fundamental da ondulatória VESTIBULARES 2011.1 ........................................................................................................ 6VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................11
fenômenos ondulatórios VESTIBULARES 2011.1 .......................................................................................................13VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................16
interferência de ondas VESTIBULARES 2011.1 .......................................................................................................18VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................20
acústica (velocidade do som) VESTIBULARES 2011.1 ....................................................................................................................21VESTIBULARES 2011.2 ....................................................................................................................23
acústica (qualidades fisiológicas do som) VESTIBULARES 2011.1 .......................................................................................................24VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................25
fontes sonoras (cordas e tubos) VESTIBULARES 2011.1 .......................................................................................................26VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................27
efeito Doppler VESTIBULARES 2011.1 .......................................................................................................28VESTIBULARES 2011.2 .......................................................................................................30
OSCILAÇÕEScinemática e dinâmica das oscilações
VESTIBULARES 2011.1
(UEPG/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)Os movimentos podem ser uniformes, variados, harmônicos e outros. Sobre os movimentos executados pelos corpos nos seus deslocamentos, assinale o que for correto.01) Se a velocidade é constante o movimento é classificado como uniforme.02) Para que um movimento seja classificado como variado é necessária a atuação de uma força sobre o móvel.04) Um movimento é chamado de oblíquo quando existe a com-posição de outros dois movimentos, a saber, o variado e o uni-forme.08) Um movimento é classificado como harmônico quando a dis-tância do referencial se altera a cada instante considerado.
(UECE-2011.1) - ALTERNATIVA: BAs frequências de vibração dos átomos em sólidos, à tempera-tura ambiente, são da ordem de 1013 Hz. Considerando que no movimento de vibração cada átomo se desloca linearmente, o tempo, em segundos, necessário para completar mil ciclos deste movimento é aproximadamentea) 10−3.*b) 10−10.c) 1016.d) 10−16.
(UFPB-2011.1) - RESPOSTA: afirmativas corretas II, III, IV e VPara agilizar o preparo de massa de cimento, uma construtora adquire uma peneira automática do tipo vaivém, conforme figura abaixo.
Disponível em: <http://www.patentesonline.com.br>. Acesso em: 30 set. 2010.
O motor acoplado à peneira está programado para produzir um movimento de vaivém na peneira que simule um movimento har-mônico simples.Suponha que a peneira foi instalada sobre um terreno plano e que as suas bases estão fixadas ao solo, de modo que toda a vibração na peneira seja exclusivamente produzida pelo motor. Dessa maneira, ao se ligar o motor, constata-se que o movimen-to de vaivém periódico impresso à peneira se repete a cada 2 s e que a amplitude do movimento é de 0,5 m. Adote π = 3.Com base nessas informações, identifique as afirmativas corre-tas:I. O período do movimento de vaivém é de 4 s.II. A frequência do movimento de vaivém é de 0,5 Hz.III. A frequência angular do movimento de vaivém é de 3 rad/s.IV. A velocidade máxima da peneira é de 1,5 m/s.V. A aceleração máxima da peneira é de 4,5 m/s2.
(ITA/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: CUma partícula de massa m move-se sobre uma linha reta hori-zontal num Movimento Harmônico Simples (MHS) com centro O. Inicialmente, a partícula encontra-se na máxima distância x0 de O e, a seguir, percorre uma distância a no primeiro segundo e uma distância b no segundo seguinte, na mesma direção e sen-tido. Quanto vale a amplitude x0 desse movimento?
a) 2a3/(3a2 − b2)
b) 2b2/(4a − b)
*c) 2a2/(3a − b)
d) 2a2b/(3a2 − b2)
e) 4a2/(3a − 2b)
CINEMÁTICA DAS OSCILAÇÕES
DINÂMICA DAS OSCILAÇÕES
(UNICENTRO/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: AUm corpo em repouso, apoiado sobre uma mesa horizontal lisa, se encontra preso à extremidade de uma mola de constante elástica igual a 0,9 N/m, conforme figura. O corpo é, então, des-locado de 2,0 m de sua posição de equilíbrio e solto, começando a oscilar.
Sabendo-se que o tempo gasto pelo corpo para atingir, pela pri-meira vez, a posição de equilíbrio é de 1,0 s e que π = 3, a massa do corpo, em kg, é igual a*a) 0,4b) 0,8c) 1,0d) 2,0e) 3,0
(UDESC-2011.1) - RESPOSTA: a) M ≅ 0,25 kg b) E = 0,20 JA figura abaixo mostra um bloco preso à extremidade de uma mola vertical; a constante da mola vale 40 N/m.
M
M
A
A’
O
A posição de equilíbrio é o ponto 0, onde a mola não está defor-mada. A deformação máxima da mola é de 10 cm.Determine:a) a massa do bloco preso à mola quando executa 20 vibrações completas em 10 segundos;b) a energia potencial elástica máxima.Obs.: Se a posição O é de equilíbrio a mola deve estar defor-mada quando o corpo passar por ela.
(UFV/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: CUm pêndulo é solto, a partir do repouso, do ponto A indicado na figura ao lado. Ele gasta um tempo igual a 2,0 segundos para percorrer a distância AC.É CORRETO afirmar que a frequência, o período e a amplitude de oscilação do pêndulo são, respectivamente:a) 0,50 Hz, 2,0 s e AC.b) 0,25 Hz, 4,0 s e AC.*c) 0,25 Hz, 4,0 s e AB.d) 0,50 Hz, 2,0 s e AB. A
BC
(UDESC-2011.1) - RESPOSTA: a) T = 1,68 s b) h = 0,05 m c) f = 1/6 HzUm corpo de massa m é suspenso por um fio de massa des-prezível, cujo comprimento é L, conforme mostrado na figura.
A
B
C
L
O movimento do pêndulo é iniciado a partir do ponto A, retor-nando a partir de C. A velocidade do corpo, ao passar pelo ponto B, é de 1,0 m/s, e ele gasta 0,42 s para ir de B até C, através do menor caminho. Considere π = 3.Calcule:a) o período do pêndulo;b) a diferença de altura entre o nível horizontal que contém os pontos A e C e o ponto B;c) a frequência (em hertz) do pêndulo, quando o comprimento do fio for 10,0 m.
(UDESC-2011.1) - RESPOSTA: a) V = 1,0 m/s b) T = 0,04π sA figura mostra um bloco de massa M = 4,99 kg, em repouso sobre uma mesa horizontal sem atrito, que está ligado a um suporte rígido por meio de uma mola de constante elástica k = 12500 N/m. Uma bala de massa m = 10,0 g e velocidade v de módulo 500 m/s atinge o bloco e fica alojada nele.
Suponha que a compressão da mola é desprezível até que a bala se aloje no bloco.Determine:a) a velocidade do bloco imediatamente após a colisão;b) o período de oscilação do movimento harmônico simples após a colisão.
(UNIMONTES/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: BA figura abaixo mostra um pêndulo, de massa m, que oscila li-vremente após ter sido abandonado de uma posição em que o fio, de comprimento L1, fazia um ângulo θ = 10º com a vertical. A frequência de oscilação é f1. Para que a frequência tenha um novo valor f2 = 3f1, numa situação em que o pêndulo é coloca-do para oscilar em condições semelhantes (mesmo ângulo θ), o comprimento L2 do fio deve ser igual aa) 3L1 .
*b) L19
.
c) L13 .
d) 9L1 .
(MACKENZIE/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: AUm corpo de 0,50 kg oscila, periodicamente, sobre uma reta em torno de um ponto, com sua posição x em função do tempo, na reta, dada em relação a esse ponto, pela função x = 0,30 cos π.t. A posição x é medida em metros, π em rad/s e t em segundos. Dentre as alternativas, o valor mais próximo da força resultante que age sobre esse corpo, no instante 13 s, é*a) 0,74 Nb) 0,82 Nc) 0,96 Nd) 1,20 Ne) 1,48 N
(ITA/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: CUm relógio tem um pêndulo de 35 cm de comprimento. Para re-gular seu funcionamento, ele possui uma porca de ajuste que encurta o comprimento do pêndulo de 1 mm a cada rotação completa à direita e alonga este comprimento de 1 mm a cada rotação completa à esquerda. Se o relógio atrasa um minuto por dia, indique o número aproximado de rotações da porca e sua direção necessários para que ele funcione corretamente.a) 1 rotação à esquerdab) 1/2 rotação à esquerda*c) 1/2 rotação à direitad) 1 rotação à direitae) 1 e 1/2 rotações à direita.
(UFJF/MG-2011.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm bloco de massa m = 2,0kg, preso à extremidade de uma mola e apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito, oscila em torno da posição de equilíbrio com uma amplitude A = 0,05m, como mostra a figura (I). A figura (II) mostra como a energia potencial Ep = ½kx2 varia com a posição x do bloco.
a) Faça um gráfico, devidamente justificado, que mostre como a energia cinética Ec = ½mv2 varia com a posição x do bloco.b) Calcule o módulo da velocidade do bloco quando ele passa pela posição de equilíbrio.c) Calcule o módulo da força que a mola exerce sobre o bloco quando ele está na posição x = A = 0,05 m.
RESPOSTA UFJF-2011.1:a)
b) v = 10 m/sc) F = 4000 N
UEPG/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 24 (08+16)Pêndulo simples é um sistema físico constituído por uma partícu-la material, presa na extremidade de um fio ideal capaz de se mover, sem atrito, em torno de um eixo que passa pela outra ex-tremidade. Sobre esse sistema físico, assinale o que for correto.01) O período de um pêndulo simples é proporcional à acele-ração da gravidade local.02) Quadruplicando o comprimento de um pêndulo simples seu período também quadruplica.04) A energia mecânica total de um pêndulo simples é constante e inversamente proporcional ao quadrado da amplitude.08) Quando afastado de sua posição de equilíbrio e abandona-do, o pêndulo simples oscila em um plano vertical por influência da gravidade.16) O pêndulo fornece um método muito cômodo para medir a aceleração da gravidade de um lugar qualquer.
(FGV/RJ-2011.1) - ALTERNATIVA: BO gráfico abaixo representa a energia potencial EP , em função do tempo, de uma pequena esfera em movimento oscilatório, presa na extremidade de uma mola.
EP
tempoDentre os gráficos I, II, III e IV, aqueles que representam a ener-gia cinética e a energia total do sistema, quando não há efeitos dissipativos, são, respectivamente,
Ene
rgia
tempo
I
Ene
rgia
tempo
II
Ene
rgia
tempo
III
tempo
IV
Ene
rgia
a) I e II.*b) I e III.c) II e III.d) II e IV.e) III e I.
(CEFET/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: AA massa da Terra é cerca de 80 vezes maior que a da Lua e o seu raio é de, aproximadamente, 4 vezes maior que o da Lua. Se um pêndulo oscila na Terra com o período TT e, na Lua, com TL, então, a razão TT / TL , entre os períodos, é igual a*a) 1/√5b) 1/4c) 5√3d) 80e) 320
(UNICENTRO/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: CNa vida, frequentemente, realizam-se medidas e faz-se uso de-las. No estudo da Física, as medidas desempenham um papel muito importante.Com base nos conhecimentos sobre Grandezas Físicas, é cor-reto afirmar:a) A unidade de energia no Sistema Internacional é o Watt.b) Um corredor que percorre 1,2 km em 0,5 min desenvolve uma velocidade média de 24,0 m/s.*c) Trajetória de uma partícula em movimento é uma linha que une todas as posições pelas quais ela passa.d) O pêndulo é utilizado para medir intervalos de tempo, porque suas oscilações, quando grandes, são extremamente regulares.
(UEM/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 26 (02+08+16)Como o peso aparente de um astronauta em órbita é nulo, sua massa em órbita não pode ser determinada através de uma ba-lança. Então, um astronauta se prendeu à extremidade inferior de uma mola, de constante elástica conhecida, fixada no teto da nave e seu colega deu um empurrãozinho para baixo. Assim, medindo-se o período de oscilação do astronauta, é possível conhecer a sua massa. Sobre esse experimento, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). Use π2 = 10.01) Conhecendo-se a amplitude da oscilação, é possível deter-minar a massa do astronauta.02) Quanto maior a massa do astronauta, menor a frequência com que ele oscilará.04) A massa do astronauta é diretamente proporcional ao perío-do de sua oscilação.08) Usando uma mola de constante elástica 20 N/m e período de oscilação de 12,5 s, a massa do astronauta foi determinada como sendo aproximadamente 78 kg.16) A posição do astronauta pode ser expressa em função do tempo por x(t) = A cos(ωt + ϕ), em que A é a amplitude do movi-mento, ϕ uma constante dependendo da posição inicial do astro-
nauta e ω =2π/T , em que T é o período de oscilação.
(UNIOESTE/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: ENo sistema massa-mola representado na figura, a mola tem uma constante elástica igual a 10 N/m e o bloco tem massa igual a 2,5 kg, estando em equilíbrio na posição x = 0. O bloco é, então levado à posição x = 0,2 m e abandonado no instante t = 0.
x = 0 x = 0,2 m x
Sendo x em metros, t em segundos e desprezando o atrito, assi-nale a alternativa correta.a) A amplitude do movimento é igual 0,4 m.b) A equação que fornece a posição do bloco pode ser escrita como x = 0,2.cos(2.t + π/2).c) O período do movimento é 2 s.d) No ponto x = 0 a aceleração possui valor máximo.*e) O bloco gasta π/4 s para ir da posição x = 0 até a posição x = 0,2 m.
VESTIBULARES 2011.2
(PUC/MG-2011.2) - ALTERNATIVA: CConstruíram-se três pêndulos simples utilizando-se bolinhas e fios finos.Pêndulo 1 – Uma bolinha de 50 g presa à extremidade de um fio com 40 cm de comprimento.Pêndulo 2 – Uma bolinha de 100 g presa à extremidade de um fio com 80 cm de comprimento.Pêndulo 3 – Uma bolinha de 25 g presa à extremidade de um fio com 40 cm de comprimento.Os três pêndulos foram postos a oscilar separadamente duran-te10 segundos e foi anotado o número de oscilações completas que cada um deles realizou nesse intervalo de tempo. É COR-RETO afirmar:a) O pêndulo 3 oscilou mais vezes que o pêndulo 1.b) O pêndulo 2 oscilou mais vezes que os outros dois.*c) Os pêndulos 1 e 3 oscilaram o mesmo número de vezes.d) O pêndulo 1 oscilou um maior número de vezes que os outros dois.
CINEMÁTICA DAS OSCILAÇÕES
DINÂMICA DAS OSCILAÇÕES
(UDESC-2011.2) - ALTERNATIVA: AUm pêndulo simples oscila com uma pequena amplitude. Para duplicar o período do pêndulo, deve-se:*a) quadruplicar o seu comprimento.b) reduzir a sua massa pela metade.c) duplicar a força usada para iniciar o movimento do pêndulo.d) duplicar a amplitude de oscilação.e) duplicar o valor da massa.
(VUNESP/UNICID-2011.2) - ALTERNATIVA: BUm brinquedo muito simples pode alegrar crianças e até mesmo o executivo do quadrinho de Laerte.
ÀS VEZES NAVIDA TEMOSQUE PARARPARA UMBALANÇO.
(Laerte)Considere a lista de ações:I. aumentar a massa sobre o acento do balanço;II. aumentar o impulso dado pelos pés;III. diminuir o tamanho da corrente.Das ações listadas, para que o período de oscilação do balançodiminua, deve ser aplicado o contido ema) I, apenas.*b) III, apenas.c) I e II, apenas.d) II e III, apenas.e) I, II e III.
(UDESC-2011.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm acadêmico de física decide montar um dispositivo para medir a aceleração ou desaceleração de um carro. Esse dispositivo consiste em uma mola de constante elástica K = 20 N/m presa a um bloco de massa 50 g que desliza sobre uma superfície sem atrito, conforme mostra a figura abaixo. Ao posicionar esse dis-positivo horizontalmente no painel do carro, observa-se que há um deslocamento do bloco, comprimindo ou distendendo a mola quando se acelera ou desacelera o carro em uma pista plana.
a) Ao arrancar em um sinaleiro, nota-se que o dispositivo disten-de 1,0 cm em relação à posição de equilíbrio. Qual a velocidade final em Km/h do carro após 5 s? Considere que a aceleração se mantenha constante durante toda a arrancada.b) Após o carro atingir a velocidade máxima e mantê-la constan-te, e considerando que haja um pequeno deslocamento do bloco em torno da posição de equilíbrio, qual será o período de oscila-ção em segundos do dispositivo? (Considere π = 3)c) O período de oscilação irá variar com a aceleração ou desace-leração do carro? Explique.
RESPOSTA UDESC-2011.2:a) v = 72 km/hb) T = 0,3 sc) Não. A massa do bloco e a constante elástica da mola não mudaram.
(UECE-2011.2) - ALTERNATIVA: DUma massa m, presa a um ponto fixo por meio de uma mola de massa desprezível e constante elástica K, oscila sem atrito em um movimento unidimensional. Em um dado sistema de referên-cia, a posição x da massa pode ser dada por x = xmáxsen(ωt), com ω2 = K/m, e a velocidade por v = ωxmáxcos (ωt). Neste caso, a energia mecânica total do sistema massa-mola é
a) 12 Kx2máxsen2(ωt). c) 12 mω2x2
máxsen2(ωt).
b) 12 mω2x2máxcos2(ωt). *d) 12 mω2x2
máx.
(UEPG/PR-2011.2) - RESPOSTA: SOMA = 12 (04+08)Na figura a seguir estão representadas duas situações, à esquer-da, uma mola de constante elástica k sem carga e, à direita, a mesma mola com um corpo de massa m preso a sua extremi-dade inferior. O sistema mola-massa é tirado do equilíbrio pas-sando a oscilar verticalmente entre os dois pontos extremos A e B, executando um movimento harmônico simples. Sobre esse evento físico, assinale o que for correto.
xA
xC
xB
A
B
C
referência
01) A energia mecânica total do oscilador harmônico simples cor-responde à soma das suas energias potencial elástica e cinética. 02) Ao passar pelo ponto C, a energia cinética do corpo é míni-ma, enquanto a energia potencial elástica é máxima. 04) A posição de equilíbrio, em torno da qual o corpo oscila, cor-responde à situação na qual a força elástica é igual ao peso do corpo. 08) Se o mesmo sistema oscilasse horizontalmente, a posição de equilíbrio corresponderia à situação na qual a força elástica é nula. 16) Ao atingir o ponto B, a energia cinética do corpo é máxima e sua energia potencial gravitacional é mínima.
ONDULATÓRIAintrodução e equação fundamental
da ondulatóriaVESTIBULARES 2011.1
(UFRN-2011.1) - ALTERNATIVA: DUm filme de ficção mostra uma cena em que o piloto de uma nave espacial vê e escuta, simultaneamente, uma explosão que ocorre no vácuo do espaço interestelar.Na vida real, esta cena não pode ocorrer, pois, de acordo com a Física,a) o piloto poderia ver e escutar, mas não simultaneamente, a explosão, uma vez que as velocidades do som e da luz no vácuo são diferentes.b) o piloto poderia escutar, mas não veria a explosão, uma vez que a luz não se propaga no vácuo, apenas o som.c) o piloto poderia ver e escutar simultaneamente a explosão, uma vez que as velocidades do som e da luz no vácuo são iguais.*d) o piloto poderia ver, mas não escutaria a explosão, uma vez que o som não se propaga no vácuo, apenas a luz.
(FUVEST/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: CEm um ponto fixo do espaço, o campo elétrico de uma radiação eletromagnética tem sempre a mesma direção e oscila no tempo, como mostra o gráfico abaixo, que representa sua projeção E nessa direção fixa; E é positivo ou negativo conforme o sentido do campo.
tempo (10−16 s)0 2 4
0
E
Radiação eletromagnética
Frequência f(Hz)
Rádio AM 106
TV (VHS) 108
micro-onda 1010
infravermelha 1012
visível 1014
ultravioleta 1016
raios X 1018
raios γ 1020
Consultando a tabela acima, que fornece os valores típicos de frequência f para diferentes regiões do espectro eletromagnéti-co, e analisando o gráfico de E em função do tempo, é possível classificar essa radiação comoa) infravermelha.b) visível.*c) ultravioleta.d) raio X.e) raio .
(UEPB-2011.1) - ALTERNATIVA: 33 A e 34 ALeia o texto VI, para responder às questões 33 e 34.Texto VI:Em 12 de Janeiro de 2010 aconteceu um grande terremoto catastrófico na região de Porto Príncipe, capital do Haiti. A tragé-dia causou grandes danos à capital haitiana e a outros locais da região. Sendo a maioria de origem natural, os terremotos ou sismos são tremores causados por choques de placas subter-râneas que, quando se rompem, liberam energia através de on-das sísmicas, que se propagam tanto no interior como na super-fície da Terra.
33ª QUESTÃOA respeito dessas informações e seus conhecimentos sobre a propagação de ondas, analise as proposições a seguir.I - A onda sísmica é mecânica, pois transporta energia mecâni-ca.II - A onda sísmica é eletromagnética, pois transporta energia eletromagnética.III - A onda sísmica é eletromagnética, pois necessita de um meio para se propagar.Após a análise feita, conclui-se que é(são) correta(s) apenas a(s) proposição(ões):*a) I. c) I e III. e) III.b) II e III. d) II.
34ª QUESTÃOUma onda sísmica pode ser classificada também como longitu-dinal ou transversal. A respeito dessa classificação, analise as proposições a seguir, escrevendo V ou F conforme sejam verda-deiras ou falsas, respectivamente:( ) Na onda longitudinal, a direção em que ocorre a vibração é igual à direção de propagação da onda.( ) Na onda longitudinal, a direção em que ocorre a vibração é diferente da direção de propagação da onda.( ) Na onda transversal, a direção em que ocorre a vibração é igual à direção de propagação da onda.( ) Na onda transversal, a direção em que ocorre a vibração é diferente da direção de propagação da onda.Assinale a alternativa que corresponde à sequência correta:*a) V F F V c) F V F V e) F F F Fb) V F V F d) F V V F
(VUNESP/UEA-2011.1) - ALTERNATIVA: AOndas se propagam para direita na superfície de um lago e três pequenas boias, 1, 2 e 3, flutuam e oscilam verticalmente, à me-dida que são atingidas pelas perturbações.
A melhor representação do conjunto de vetores que indica o sen-tido do movimento das boias 1, 2 e 3, nessa ordem, no instante representado na figura, é
*a) b) c)
d) e)
INTRODUÇÃO À ONDULATÓRIA
(UFRN-2011.1) - ALTERNATIVA: BUma das tecnologias modernas que mais se difunde na socie-dade é a dos aparelhos celulares. Com eles pode-se falar com qualquer pessoa em, praticamente, todas as regiões do Plane-ta. Ao usar-se o celular para conversar com alguém, o aparelho emite ondas que são captadas através das antenas receptoras e depois retransmitidas até chegar à antena do celular do inter-locutor.Pode-se afirmar que, durante a conversa, as ondas emitidas e captadas entre os celulares se propagama) apenas na direção da antena receptora e são de natureza sonora.*b) em todas as direções e são de natureza eletromagnética.c) apenas na direção da antena receptora e são de natureza ele-tromagnética.d) em todas as direções e são de natureza sonora.
(UNIMONTES/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: AConsidere as afirmativas abaixo. Em cada uma delas falta uma palavra.I - Quando uma onda transversal se propaga numa corda, um determinado ponto dessa corda move-se _________________ à direção da propagação da onda.II - Quando uma onda longitudinal se propaga numa mola, um determinado ponto da mola move-se _________________ à di-reção da propagação da onda.III - O som é considerado uma onda _____________________.Marque a alternativa que apresenta o conjunto de palavras que completa corretamente as afirmativas,quando substituídas na mesma sequência em que aparecem.*a) perpendicularmente, paralelamente, longitudinal.b) paralelamente, perpendicularmente, longitudinal.c) perpendicularmente, paralelamente, transversal.d) paralelamente, perpendicularmente, transversal.
EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA ONDULATÓRIA
(UFPR-2011.1) - ALTERNATIVA: DAo incidir sobre um prisma de vidro, um feixe de luz branca é decomposto em várias cores. Esse fenômeno acontece porque as ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda se propagam no vidro com diferentes velocidades, de modo que o índice de refração n tem valor diferente para cada comprimento de onda. O estudo das propriedades óticas de um pedaço de vi- dro forneceu o gráfico abaixo para o índice de refração em função do comprimento de onda λ da luz. Suponha a velocidade da luz no vácuo igual a 3,0 × 108 m/s. Com base nos conceitos de ótica e nas informações do gráfico, assinale a alternativa correta.
n
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0450 500 550 600 650 700 750 λ (nm)
a) Luz com comprimento de onda entre 450 nm e 550 nm se propaga no vidro com velocidades de mesmo módulo.b) A frequência da luz com comprimento de onda 600 nm é de 3,6 × 108 Hz.c) O maior índice de refração corresponde à luz com menor frequência.*d) No vidro, a luz com comprimento de onda 700 nm tem uma velocidade, em módulo, de 2,5 × 108 m/s.e) O menor índice de refração corresponde à luz com menor ve-locidade de propagação no vidro.
(UEL/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: BSuponha que a sequência de imagens apresentada na figura abaixo foi obtida com o auxílio de câmeras fotográficas dispostas a cada 1,5 m ao longo da trajetória do cavalo.
(Adaptado de: Eadweard Muybridge. Galloping Horse, 1878.Disponivel em: <http://www.masters-of-photography.com/M/
muybridge/muybridge_galloping_horse_full.html> Acesso em: 20 out. 2010.)
Sabendo que a frequência do movimento foi de 0,5 Hz, a veloci-dade média do cavalo é:a) 3 m/s*b) 7,5 m/sc) 10 m/sd) 12,5 m/se) 15 m/s
(UFF/RJ-2011.1) - ALTERNATIVA: ASegundo os autores de um artigo publicado recentemente na re-vista The Physics Teacher*, o que faz do corredor Usain Bolt um atleta especial é o tamanho de sua passada.Para efeito de comparação, Usain Bolt precisa apenas de 41 passadas para completar os 100m de uma corrida, enquanto ou-tros atletas de elite necessitam de 45 passadas para completar esse percurso em 10s.
*A. Shinabargar, M. Hellvich; B. Baker, The Physics Teacher 48, 385. Sept. 2010.
Marque a alternativa que apresenta o tempo de Usain Bolt, para os 100 metros rasos, se ele mantivesse o tamanho médio de sua passada, mas desse passadas com a frequência média de um outro atleta, como os referidos anteriormente.*a) 9,1 sb) 9,6 sc) 9,8 sd) 10 se) 11 s
(UFRJ-2011.1) - RESPOSTA: f = 680 HzUm brinquedo muito divertido é o telefone de latas. Ele é feito com duas latas abertas e um barbante que tem suas extremi-dades presas às bases das latas. Para utilizá-lo, é necessário que uma pessoa fale na “boca” de uma das latas e uma outra pessoa ponha seu ouvido na “boca” da outra lata, mantendo os fios esticados.Como no caso do telefone comum, também existe um compri-mento de onda máximo em que o telefone de latas transmite bem a onda sonora.
Sabendo que para um certo telefone de latas o comprimento de onda máximo é 50 cm e que a velocidade do som no ar é igual a 340 m/s, calcule a frequência mínima das ondas sonoras que são bem transmitidas pelo telefone.
(UFT/TO-2011.1) - ALTERNATIVA: AConsidere um raio de luz monocromática se propagando no espaço livre (vácuo) a uma velocidade c = 3 · 108 [m/s], e com frequência f [Hz]. Quantos comprimentos de onda deste raio de luz correspondem a 1 [m]?*a) f /cb) 1c) c/ fd) f · c2
e) c2
(UFLA/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: ACrianças brincam com uma corda de 5 m de comprimento, produzindo, em uma das extremidades, pulsos senoidais com frequência de 10 Hz e comprimento de onda de 0,25 m.
O tempo para essa onda gerada atingir a outra extremidade da corda é de:*a) 2 s c) 5 sb) 0,5 s d) 0,1 s
(PUC/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: CConsidere a figura abaixo, em que são representadas três ondas distintas. O deslocamento na horizontal se dá em 2,0 s percor-rendo 12,0 m.
A B
C
12,0 m
É CORRETO afirmar que:a) a amplitude de A e maior que a de B.b) o período de B é menor que o período de A.*c) a frequência de B é menor que a frequência de C.d) a velocidade de C é menor que a velocidade de A.
(UEPG/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 12 (04+08)Onda é toda perturbação que se propaga no espaço. Sobre o movimento ondulatório, assinale o que for correto.01) Uma onda exige necessariamente um meio material para se propagar.02) Uma onda bidimensional tem velocidades de propagação di-ferentes em cada dimensão em que se propaga.04) O comprimento de uma onda é a distância percorrida por um pulso no intervalo de tempo igual a um período.08) A propagação de uma onda em um meio ocorre sem o arras-te de matéria.
(UERJ-2011.1) - RESPOSTA: λ = 0,125 mA sirene de uma fábrica produz sons com frequência igual a 2640Hz.Determine o comprimento de onda do som produzido pela sirene em um dia cuja velocidade de propagação das ondas sonoras no ar seja igual a 1188 km/h.
(UESPI-2011.1) - ALTERNATIVA: DUm forno de microondas funciona a partir da geração de ondas eletromagnéticas de frequência 2,45 GHz = 2,45 × 109 Hz. Se a velocidade da luz no ar é de aproximadamente 3 × 105 km/s, qual o comprimento de onda aproximado destas ondas no ar?a) 1 cm *d) 12 cmb) 2 cm e) 20 cmc) 10 cm
(UCS/RS-2011.1) - ALTERNATIVA: AMuito se comenta a respeito dos efeitos nocivos dos raios ultra-violeta do Sol. Comparando-os aos raios violeta, que não são considerados nocivos, qual diferença encontramos?*a) A radiação ultravioleta possui comprimento de onda menor.b) A radiação ultravioleta possui comprimento de onda maior.c) A radiação violeta se propaga mais rápido no vácuo.d) A radiação violeta se propaga mais lento no vácuo.e) A frequência do ultravioleta fica num valor intermediário entre a frequência do azul e a do violeta.
(UNIOESTE/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: DA figura mostra, em três instantes num mesmo ciclo, uma peque-na boia flutuando sobre o mar, cuja onda se move para a direita com velocidade igual a 5 m/s. Os intervalos de tempo entre as posições são iguais.
Posição 1
Posição 3
Posição 2
10 m 10 m 10 m
2 m
Analisando a figura, assinale a alternativa correta.a) A boia descreve, na vertical, um Movimento Harmônico Sim-ples com amplitude igual a 2m e período igual a 4 s.b) A boia gasta 4 s para ir da Posição 1 a Posição 3.c) Na Posição 2 a aceleração da boia é nula e a velocidade é igual a 2,5 m/s para baixo.*d) Na Posição 3 a aceleração da boia é igual a π2/4 m/s2.e) A velocidade máxima da boia é igual a velocidade de propa-gação da onda.
(UECE-2011.1) - ALTERNATIVA: BOs três meios de armazenamento ótico mais difundidos atual-mente são CD, DVD e Blu-ray. Os aparelhos reprodutores des-ses discos utilizam luz de três comprimentos de onda diferentes, cujos valores aproximados são: 405 nm, para leitura de Blu-ray; 650 nm, para DVD; e 785 nm, para reprodução de CD. Sobre as frequências f dessas ondas, é correto afirmar que
a) fBlu-ray < fDVD < fCD.
*b) fBlu-ray > fDVD > fCD.
c) fBlu-ray = fDVD = fCD.d) não é possível determiná-las, pois variam conforme o índice de refração do material utilizado na confecção do disco.
(UECE/URCA-2011.1) - ALTERNATIVA: AUma onda transversal de frequência f = 10 Hz, propaga-se em um fio de massa m = 40 g e comprimento L = 4,0 m.O fio é submetido a uma tração de módulo F = 36 N. O compri-mento de onda λ, vale, em metros:*a) 6 mb) 5 mc) 4 md) 3 me) 2 m
(UECE/URCA-2011.1) - ALTERNATIVA: EO osciloscópio, a seguir, é um instrumento de medida eletrônica, utilizado para análise de uma forma de onda, ou seja, ele permite observar numa tela plana, a variação de uma tensão (ddp) em função do tempo, ou em função de uma outra ddp.
O elemento sensor é um feixe de elétrons que, devido ao baixo valor da sua massa e por serem partículas carregadas, podem ser facilmente aceleradas e defletidas pela ação de um campo elétrico ou magnético, mutuamente perpendiculares, de modo que, em qualquer tempo t, o deslocamento é dado por: x(t) = Acosωt e y(t) = Acos(ωt +θ), onde:A = amplitude da ondaω = freqüência angular da ondaθ = fase da ondaA trajetória dos elétrons do eletroscópio, para θ = 90º, é:a) Uma reta d) Uma parábolab) Uma elipse *e) Uma circunferênciac) Uma hipérbole
(VUNESP/FTT-2011.1) - ALTERNATIVA: BAs ondas surgem devido à ação do vento sobre o mar. Uma vez geradas, as ondas mantêm suas trajetórias, mesmo fora da área de ação do vento. Uma onda se modifica a partir do momento em que começa a sentir o efeito do fundo, próximo à praia. Isso ocor-re quando a profundidade da água é igual a 1/4 do comprimento da onda. O comprimento de uma onda é medido pela distância entre duas cristas sucessivas.
(www.tvcultura.com.br/aloescola/ciencias/maravista/4/4mar3.htm)
Considere que um pescador, dentro de seu barco ancorado, te-nha contado 100 ondas passarem por ele em 25 minutos e tenha estimado que a velocidade de propagação das ondas seja de 1 m/s. Nessas condições, pode-se afirmar que as ondas come-çam a sentir o efeito do fundo quando a profundidade da água vale, em m,a) 5,50. d) 1,75.*b) 3,75. e) 0,75.c) 2,25.
(VUNESP/UEA-2011.1) - ALTERNATIVA: CGotas de água pingam, periodicamente, sobre a superfície tran-quila de um lago produzindo ondas planas circulares. As gotas pingam em intervalos regulares de tempo, de modo que 8 gotas tocam a superfície da água do lago a cada 10 s.
20 cm
(www.wallpaper.com)
Considerando que a distância entre duas cristas sucessivas des-sas ondas seja de 20 cm, pode-se afirmar que a velocidade de propagação das ondas na água, em cm/s, é igual aa) 8.b) 12.*c) 16.d) 20.e) 25.
(UNICENTRO/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: BA superfície da água de um tanque é perturbada por pingos de água que caem de uma torneira mal fechada, em uma frequência regular de três pingos por segundo, conforme a figura.
10,0 cm
16,0
cm
Nessas condições, a velocidade de propagação das ondas, na superfície da água, é dea) 10,0 cm/s d) 48,0 cm/s*b) 18,0 cm/s e) 50,0 cm/sc) 25,0 cm/s
(VUNESP/UNICASTELO-2011.1) - ALTERNATIVA: DUtilize o contexto para responder a questão abaixo.Devido à enorme economia que as lâmpadas compactas ofere-cem, esse tipo de lâmpada tem sido buscado na substituição de lâmpadas incandescentes que se queimam.
(google images)Algumas pessoas, entretanto, não se adaptam às frequências da luz emitida por essas lâmpadas, já que seu espectro não cobre a integridade das frequências da luz visível. Além do mais, esse tipo de lâmpada emite radiação ultravioleta, em pequenas quan-tidades, radiação que tem frequências entre 1015 Hz e 1017 Hz. Esse tipo de radiação é constituída por ondas de pequeno com-primento, e a extensão do seu espectro ultravioleta abrange ondas de comprimentos de onda, em metros, de, aproximada-mente,Dado: velocidade da luz no vácuo = 3.108 m/s.a) 3.1015 a 3.1017.b) 3.10–7 a 3.10–5.c) 3.10–8 a 3.10–6.*d) 3.10–9 a 3.10–7.e) 3.10–23 a 3.10–17.
(UNIFENAS/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: BUm aparelho oscilatório acoplado a uma corda opera com 30 revoluções em 1 minuto, provocando um trem de onda se-noidal. Sabendo-se que a velocidade com que a onda está se propagando é de 100 m/s, encontre a frequência, a velocidade angular e o comprimento de onda.a) 300 Hz; 10π rad/s; 600π cm;*b) 0,5 Hz; π rad/s; 200 m;c) 60 Hz; 10π rad/h; 30π cm;d) 300 Hz; π rad/h; 60π cm;e) 1800 Hz; 10π rad/s; 600π m.
(VUNESP/UFTM-2011.1) - RESPOSTA: a) f2/ f1 = 2b) v = 11,2 m/sA figura mostra o perfil de uma mesma corda por onde se pro-paga uma onda, em duas situações distintas, nas quais a corda está sob ação de uma força de tração de mesma intensidade.
L
situação 1
situação 2
a) Sendo f1 e f2 as frequências de oscilação dos pontos da corda nas situações 1 e 2, respectivamente, determine a razão
f2/ f1.b) Considere L = 4,2 m. Se na primeira situação a frequência de oscilação dos pontos da corda é de 4 Hz, qual a velocidade depropagação das ondas nessa situação, em m/s?
(CESGRANRIO/RJ-2011.1) - ALTERNATIVA: CUma onda bidimensional se propaga em uma corda longa segun-do um plano vertical. Os deslocamentos verticais, em relação à posição horizontal de repouso da corda, são dados em função do tempo por
y = 2.sen π. t6
em que y está em decímetros, e t, em segundos.A figura abaixo representa um trecho dessa onda.
y (dm)
x (dm)4 8 12
2
−2
A velocidade de propagação da onda, em dm/s, é
a) 23
d) 43
b) 32
e) 49
*c) 34
(SENAC/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: ACerto pulso se propaga em uma corda esticada no eixo x, con-forme a figura.
80 cm
140 cm
x
Se a velocidade de propagação da onda é de 4,0 m/s, a frequên-cia de vibração da extremidade da corda é, em hertz,*a) 5,0 d) 2,9b) 4,2 e) 2,5c) 3,5
(PUC/RJ-2011.1) - ALTERNATIVA: AUma onda eletromagnética se propaga no vácuo como mostra a figura abaixo. Sabendo que c = 3,0 × 108 m/s, indique a frequên-cia desta onda eletromagnética em 109 Hertz (GHz).
*a) 1,7. d) 4,7.b) 2,4. e) 5,4.c) 3,4.
(SENAI/SP-2011.2) - ALTERNATIVA: AMaria e sua irmã foram assistir a um filme de ficção científica que mostrava batalhas travadas no espaço sideral, muito longe da Terra ou de outro planeta. Sabemos que fora das naves, não há ar atmosférico nem ar para respirar.O filme, porém, apresentava ruídos dos motores das naves es-paciais e dos disparos das armas, que eram ouvidos fora das naves.Considerando essas informações, é correto afirmar que os sons*a) não se propagam na ausência de ar e, na realidade, os ruídos não poderiam ser ouvidos.b) são muito amplificados pela ação da ausência do ar e pelo movimento das naves.c) não podem se propagar em linha reta, pois as naves estão em movimento.d) graves podem ser ouvidos, mas os sons agudos não.e) agudos propagam-se em linha reta e os graves em ângulos.
VESTIBULARES 2011.2
(UFG/GO-2011.2) - ALTERNATIVA: BO sismograma apresentado na figura a seguir representa os da-dos obtidos durante um terremoto ocorrido na divisa entre dois países da América do Sul, em 1997.
TEIXEIRA, Wilson; TOLEDO, M. Cristina Motta de; FARCHILD, Thomas Reich et al. (Org.). Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2001. [Adaptado].
A distância entre o epicentro e a estação sismográfica é de apro-ximadamente 1900 km. Na figura tem-se o sismograma, em que o rótulo P são para as ondas sísmicas longitudinais, enquanto o rótulo S designa as ondas sísmicas transversais. Com base no exposto, conclui-se que as velocidades aproximadas das ondas P e S em m/s e a causa desse fenômeno são, respectivamente,a) 8500, 4500 e movimento de ascendência das correntes de convecção.*b) 8500, 4500 e convergência das placas tectônicas.c) 7600, 4200 e convergência das placas tectônicas.d) 7600, 4200 e divergência das placas tectônicas.e) 7600, 4500 e convergência das placas tectônicas.
(CEFET/MG-2011.2) - ALTERNATIVA: AA respeito das propriedades das ondas, em geral, afirma-se:I – A onda sonora no ar é uma vibração mecânica e longitudinal.II – A luz é uma onda eletromagnética, transversal e dispensa um meio para se propagar.III – Uma onda é uma perturbação que se propaga no espaço e transporta matéria e energia.IV – O ultrassom é uma onda elástica, mecânica e transversal.São corretos apenas os itens*a) I e II. d) II e IV.b) I e IV. e) III e IV.c) II e III.
INTRODUÇÃO À ONDULATÓRIA
EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA ONDULATÓRIA
(UFU/MG-2011.2) - ALTERNATIVA: CA figura abaixo representa um espectro eletromagnético que apresenta ondas de diferentes comprimentos. A compreensão de um espectro eletromagnético permite ao homem explorar diversos tipos de ondas, nas mais diferentes for-mas: nas transferências de informações, na saúde etc.A partir do espectro ele-tromagnético, é correto afirmar quea) o infravermelho, visí-vel ao olho humano, só é percebido no escuro, por possuir tons avermelha-dos.b) as ondas de rádio não são visíveis ao olho hu-mano e possuem veloci-dade baixa quando com-parada à velocidade da luz visível.*c) os raios gama são in-visíveis ao olho humano, possuem pequeno com-primento de onda e alta frequência, com alta ca-pacidade de penetração em objetos sólidos.d) as micro-ondas são uma forma de radiação com comprimento de onda e frequência maio-res que a luz visível.
Adaptado de: COMINS; KAUFAMANN. Descobrindo o universo. Porto Alegre: Book-man, 2010. p. 96.
(UEM/PR-2011.2) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16)Uma onda mecânica se propaga em uma corda homogênea de acordo com a função:
y = 84 cos[π(40t − 8x) + π2 ];com x e y dados em centímetros e t dado em segundos. Analise a função apresentada, as alternativas a seguir e assinale o que for correto.01) A amplitude máxima da onda que se propaga na corda é de 2,00 cm.02) O período de oscilação da onda que se propaga na corda é de 0,05 s.04) O comprimento de onda da onda que se propaga na corda é de 0,25 cm.08) A frequência de oscilação da onda que se propaga na corda é de 40,00 Hz.16) A velocidade de propagação da onda na corda é de 5,00 cm/s.
Questão 20O gráfico mostra como varia a amplitude de um tsunami em fun-ção da profundidade das águas do mar.
ampl
itude
da
onda
(m) 5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
5000
4000
3000
2000
100050
040
030
0
200
1005040302010
profundidade (m)
(www.if.ufrgs.br. Adaptado.)
Pode-se considerar, com boa aproximação, que a velocidade de propagação de um tsunami é dada pela equação v = √g.h , onde h é a profundidade da água, e g a aceleração da gravidade.Em determinado instante de sua propagação, no sentido da cos-ta, um tsunami tem amplitude igual a 4 m. Adotando g = 10 m/s2, sua velocidade de propagação, em m/s, vale, nesse instante, aproximadamente*a) 14.b) 16.c) 18.d) 20.e) 22.
(VUNESP/UFTM/2011.2) - ALTERNATIVA: 19.C e 20.AInstrução: Leia o texto para responder às questões de números 19 e 20.No dia 11 de março de 2011, um forte terremoto, ocorrido pró-ximo à costa nordeste do Japão, gerou um tsunami de aproxi-madamente dez metros de altura, que varreu a costa do país, e provocou grande destruição. Em alto mar, como o tsunami apre-senta grande velocidade e grande comprimento de onda, sua amplitude pode não passar de um metro, e ele pode nem ser percebido pelas embarcações que são atingidas por ele. À me-dida que o tsunami se aproxima da costa e as águas se tornam rasas, a onda é comprimida, sua velocidade e seu comprimento de onda diminuem drasticamente e sua amplitude cresce signifi-cativamente, podendo provocar efeitos catastróficos.
λ1λ2
v1v2
v1 > v2 e λ1 > λ2(www.if.ufrgs.br. Adaptado.)
Questão 19Considere que, em alto mar, um tsunami com comprimento de onda de 200 km e velocidade de propagação de 800 km/h tenha passado por uma embarcação, fazendo-a oscilar verticalmente.O intervalo de tempo, em minutos, para que a embarcação sofra uma oscilação completa é igual aa) 5.b) 10.*c) 15.d) 20.e) 25.
(UECE-2011.2) - ALTERNATIVA: BO gráfico abaixo representa a sensibilidade relativa da visão hu-mana em função do comprimento de onda da luz.
Considerando-se a velocidade de propagação no vácuo dada por c = 3 × 108 m/s e tomando-se por base a figura acima, pode-se estimar corretamente que a faixa de frequência que melhor compõe a luz branca, em 1015 Hz, éa) 0,50 – 0,60.*b) 0,43 – 0,75.c) 0,43 – 0,50.d) 0,60 – 0,75.
(IF/CE-2011.2) - ALTERNATIVA: EConsidere um oscilador harmônico simples (sistema massa-mola), vertical, onde há um fio leve e inextensível preso ao bloco oscilante. Quando posto a oscilar com amplitude igual a 5 cm, o oscilador gera, em 3 segundos, o conjunto de pulsos mostrado na figura a seguir. Sendo φ a fase do movimento em radiano, a função horária desse movimento é melhor representada pela equação
10 cm
x (cm)
y (cm)
0
a) y = 2,5 cos(2π t + ϕ).
b) y = 10 cos(2π t + ϕ).
c) y = 5 cos(3π t/2 + ϕ).
d) y = 5 cos(π t/2 + ϕ).
*e) y = 5 cos(π t/2 + ϕ).
ONDULATÓRIAfenômenos ondulatórios
VESTIBULARES 2011.1
(UEPG/2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 14 (02+04+08)No que se refere aos fenômenos ondulatórios, assinale o que for correto.01) Ao passar de um meio para outro uma onda tem sua frequên-cia alterada.02) Quando uma onda se reflete em uma barreira, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.04) Em uma onda transversal, os pontos do meio em que ela se propaga vibram perpendicularmente à direção de sua propa-gação.08) A velocidade de propagação de uma onda depende do meio em que ela se propaga.
(UEPG/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16)A luz natural apresenta várias propriedades, entre elas a polari-zação. Sobre polarização da luz, assinale o que for correto.01) Se a luz não polarizada tornar-se polarizada, a intensidade luminosa é reduzida pela metade.02) Todo ponto de uma luz polarizada corresponde a um mesmo plano de vibração, em qualquer instante.04) A luz natural pode ser polarizada por reflexão ou por re-fração.08) Só é possível obter-se a luz polarizada por meio de uma lâmpada especial.16) O olho humano não consegue distinguir se um feixe luminoso é ou não polarizado.
(UNICENTRO/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: AO movimento ondulatório aparece em quase todos os ramos da Física. As ondas na superfície da água, as ondas sonoras, as ondas luminosas, as ondas de rádio e outras ondas eletro- magnéticas.Com base nos conhecimentos sobre Movimento Ondulatório, é correto afirmar:*a) É necessário haver um meio material para transmitir ondas mecânicas.b) A frequência de uma onda é naturalmente determinada pela velocidade da fonte.c) Uma onda é refletida com mudança de fase, em uma extremi-dade livre de uma corda.d) As ondas sonoras e as ondas luminosas emitidas radialmente por uma pequena fonte são ondas bidimensionais.e) Ondas que possuam a mesma frequência, mas diferentes velocidades de propagação, terão os mesmos comprimentos de onda.
(ENEM-2010) - ALTERNATIVA: AAs ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta em um meio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil não al-cançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemos que é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido à ionosfera.Com ajuda da ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica é possível por meio da*a) reflexão. d) polarização. b) refração. e) interferência.c) difração.
(VUNESP/UNISA-2011.1) - ALTERNATIVA: BDuas pessoas conversam entre si, tendo um obstáculo de 2 m de altura entre elas. O fenômeno que melhor explica a possibilidade dessa conversa acontecer é:a) Reflexão. d) Ressonância.*b) Difração. e) Refração.c) Interferência.
(IFCE-2011.1) - ALTERNATIVA: DO fenômeno da refração de uma onda sonora pode ser explicado pela passagem da onda de um meio para outro de propriedades diferentes, mantendo constante(s)a) a frequência, a velocidade e o comprimento de onda. b) somente a velocidade.c) somente o comprimento de onda *d) somente a frequênciae) apenas a frequência e o comprimento de onda.
(CEFET/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: EConsidere a seguinte informação sobre a velocidade de propa-gação do som em dois meios distintos.
Velocidade do som no ar (a uma dada temperatura) = 351 m/s. Velocidade do som na água destilada (a 0 ºC) = 1404 m/s.
Uma fonte sonora, próxima à superfície da água, produz ondas que se propagam pelo ar e pela água. A razão entre os compri-mentos de onda, dentro e fora da água, é, respectivamente, igual aa) 1/4b) 1/2c) 1d) 2*e) 4
(UNICENTRO/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: DA ondulatória estuda as oscilações e a propagação das ondas, que é uma forma de transmissão de energia, e analisa os diver-sos fenômenos ondulatórios.Com base nos conhecimentos da Mecânica Ondulatória, é cor-reto afirmar:a) Na propagação de uma onda, há sempre transporte de mas-sa.b) Uma onda, ao passar de um meio para outro, sofre alteração apenas de sua frequência.c) A velocidade de propagação do som depende de sua frequên-cia e de sua intensidade, independentemente do meio em que se propaga.*d) A velocidade de propagação de ondas transversais em uma corda de 5,0 m de comprimento e 100,0 g de massa submetida a uma força tensora de 32,0 N é igual a 40,0 m/s.
(UDESC-2011.1) - RESPOSTA: a) var/vvid = √3 b) fi/fr = 1 c) λ = 350 nmA figura abaixo representa o fenômeno da refração da luz. Um feixe de luz monocromática (onda i) incide sobre a superfície pla-na de um bloco de vidro segundo um ângulo â(i) com a direção normal. O feixe é refratado (onda r) segundo um ângulo â(r) com a mesma direção normal. Considere os seguintes dados: o comprimento de onda incidente é 525 nm, e o índice de refração da luz no ar é o mesmo da luz no vácuo.Calcule:a) a razão entre a velocidade de propagação do feixe de luz no ar e no vidro, quando o ângulo incidente é 60° e o refratado é 30°;b) a razão entre a frequên-cia da onda i e a da onda r, quando o ângulo incidente é 45° e o refratado é 30°;c) o valor do comprimento de onda do feixe refratado, quando o índice de refração do vidro vale 1,50.
(UFAL-2011.1) - ALTERNATIVA: EAlex encontra-se dentro de uma sala, cujas paredes laterais e superior possuem isolamento acústico. A porta da sala para o exterior está aberta. Alex chama Bruno, que está fora da sala (ver figura).
paredes comisolamentoacústico →
sala (vista de cima)
Bruno
Alex
porta
Pode-se afirmar que Bruno escuta Alex porque, ao passar pela porta, a onda sonora emitida por este sofre:a) polarização. d) refração.b) regularização. *e) difração.c) fissão.
(UFAL-2011.1) - ALTERNATIVA: EEm 1917, Albert Einstein publicou um artigo em que descreveu os princípios teóricos fundamentais que permitem a existência dos dispositivos laser. Apesar disso, devido ao enorme desafio técnico, apenas em 1960 − há cinquenta anos, portanto − o pri-meiro laser foi desenvolvido. Considere que um feixe laser se propagando no ar é constituído por ondas eletromagnéticas de frequência far e comprimento de onda λar. Quando o feixe laser muda de meio, ingressando na água, com índice de refração maior que o do ar, pode-se afirmar que a sua frequência, fágua, e o seu comprimento de onda, λágua, são tais que:a) λágua < λar e fágua < far.b) λágua > λar e fágua > far.c) λágua > λar e fágua < far.d) λágua > λar e fágua = far.*e) λágua < λar e fágua = far.
(FGV/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: DVerifica-se que, ao sofrer refração, um trem de ondas mecânicas apresenta um novo perfil de oscilação, onde a distância entre duas cristas consecutivas de suas ondas, tornou-se maior. Com-parativamente ao que possuía o trem de ondas antes da refra-ção, a frequência se ................... , a velocidade de propagação se ........................ e a amplitude se manteve, já que o novo meio é ................ refringente.Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.a) alterou … alterou … menosb) alterou … manteve … maisc) manteve … alterou … mais*d) manteve … alterou … menose) manteve … manteve … mais
(UESPI-2011.1) - ALTERNATIVA: CUm feixe de luz monocromática incide na interface plana sepa-rando dois meios. Os ângulos de incidência e de refração com a direção normal ao plano da interface são representados, res-pectivamente, por θi e θr. Denotam-se por vi, fi, λi e ni e por vr, fr, λr e nr a velocidade de propagação do feixe, a sua frequência, o seu comprimento de onda e o índice de refração nos meios de incidência e de refração, respectivamente.Dentre as alternativas a seguir, assinale a única que não corres-ponde à lei da refração de Snell:a) ni sen(θi) = nr sen(θr)b) vr sen(θi) = vi sen(θr)*c) fi sen(θi) = fr sen(θr)d) λr sen(θi) = λi sen(θr)e) (1/vi) sen(θi) = (1/vr) sen(θr)
(UEPG/PR-2011.1) - RESPOSTA: 14 (02+04+08)Ao jogar uma pedra na água observa-se que a perturbação pro-vocada pela pedra se propaga em toda a superfície livre da água por meio de ondas. Sobre os fenômenos ondulatórios, assinale o que for correto.01) Numa onda polarizada, todas as partículas do meio vibram numa única direção paralela à direção em que a onda se pro-paga.02) Ondas mecânicas não se propagam no vácuo.04) Quando uma onda passa de um meio para outro, o compri-mento de onda sofre modificação.08) Uma onda não transporta matéria, apenas propaga energia.
(UNIMONTES/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: AA luz se propaga com velocidade de módulo c = 3 × 108 m/s no vácuo; no entanto, quando a propagação se dá em um meio material, a velocidade será de módulo V < c. O índice de refração é definido como sendo n = c/ V. Considerando que a luz é uma ondda eletromagnética, imagine um feixe de luz monocromática que passa de um meio para outro, mudando assim, o módulo V de sua velocidade. Nessa mudança de meio, a(s) propriedade(s) do feixe que NÃO sofrerá(ão) alteração é(são)*a) a frequência.b) o comprimento de onda.c) a frequência e o comprimento de onda.d) a amplitude, a frequência e o comprimento de onda.
(UCS/RS-2011.1) - ALTERNATIVA: CA velocidade de uma onda na água depende da profundidade da água na região em que ela se encontra: quanto maior a profundi-dade, maior a velocidade da onda. A mudança de velocidade das ondas devido à mudança de características no meio de propaga-ção é conhecida comoa) difração.b) interferência.*c) refração.d) batimento.e) timbre.
(VUNESP/FTT-2011.1) - ALTERNATIVA: COndas sonoras e ondas luminosas têm naturezas diferentes e apresentam propriedades diferentes quando se propagam pelo ar e pela água. A tabela mostra a velocidade de propagação des-sas ondas pelo ar e pela água do mar.
velocidade do som (m/s)
velocidade da luz (km/s)
no ar (a 30 ºC) 350 300 000
na água do mar 1 500 225 000
A respeito das ondas sonoras e luminosas, são feitas as seguin-tes afirmações:I. ambas têm sua frequência alterada quando sofrem refração, passando do ar para a água;II. a água é mais refringente do que o ar para as ondas lumino-sas, e menos refringente do que o ar para as ondas sonoras;III. o índice de refração da água do mar para as ondas luminosas citadas na tabela vale 5/4;IV. a relação entre os comprimentos de onda das ondas sonoras na água e no ar (λÁG / λAR) vale, aproximadamente, 4,3.Está correto o contido, apenas, ema) I e III. d) I, II e IV.b) II e III. e) I, III e IV.*c) II e IV.
(UECE-2011.1) - ALTERNATIVA: ASobre a polarização de ondas, pode-se afirmar corretamente que*a) somente ondas transversais podem sofrer polarização.b) somente ondas longitudinais podem sofrer polarização.c) ondas transversais e longitudinais podem sofrer polarização.d) somente ondas eletromagnéticas longitudinais podem sofrer polarização.
(UFRGS/RS-2011.1) - ALTERNATIVA: EUma corda é composta de dois segmentos de densidades de massa bem distintas. Um pulso é criado no segmento de menor densidade e se propaga em direção à junção entre os segmen-tos, conforme representa a figura abaixo.
x
Assinale, entre as alternativas, aquela que melhor representa a corda quando o pulso refletido está passando pelo mesmo ponto x indicado no diagrama acima.
a)
xx
b)
xx
c)
x
d)
x
*e)
x
(UFRGS/RS-2011.1) - ALTERNATIVA: BEm cada uma das imagens abaixo, um trem de ondas planas move-se a partir da esquerda.
(1) (3)(2)Os fenômenos ondulatórios apresentados nas figuras 1, 2 e 3 são, respectivamente,a) refração – interferência – difração.*b) difração – interferência – refração.c) interferência – difração – refração.d) difração – refração – interferência.e) interferência – refração – difração.
(UFRGS/RS-2011.1) - ALTERNATIVA: AUm feixe de luz monocromática de comprimento de onda igual a 600 nm, propagando-se no ar, incide sobre um bloco de vidro, cujo índice de refração é 1,5. O comprimento de onda e a fre-quência do feixe que se propaga dentro do vidro são, respecti-vamente, Dados: velocidade da luz no ar: 3 × 108 m/s 1nm = 1 × 10−9 m*a) 400 nm e 5,0 × 1014 Hz.b) 400 nm e 7,5 × 1014 Hz.c) 600 nm e 5,0 × 1014 Hz.d) 600 nm e 3,3 × 1014 Hz.e) 900 nm e 3,3 × 1014 Hz.
(VUNESP/UNICASTELO-2011.1) - ALTERNATIVA: EA refração é um fenômeno característico da luz quando esta passa de um meio óptico para outro. Sobre a refração e suas características, é verdade quea) o vácuo possui o maior índice de refração, relativamente aos demais meios ópticos.b) em determinado meio óptico, quanto maior o índice de refra-ção, maior será a velocidade de propagação da luz.c) a refração é um fenômeno exclusivamente das ondas eletro-magnéticas, não se aplicando às ondas mecânicas.d) a velocidade de propagação da luz refratada, ao atravessar um meio óptico, é a mesma para todas as frequências de ondas eletromagnéticas.*e) a reflexão total da luz somente é possível quando esta pro-vém de um meio óptico de índice de refração maior que aquele para o qual ela emerge.
(VUNESP/UFTM-2011.1) - RESPOSTA: a) λP/λJ = 4,3 b) 70 mMarcos está parado na borda de um lago de águas calmas em uma manhã sem ventos, gritando para que seu amigo José, do outro lado do lago, possa ouvi-lo. Dentro do lago outro garoto, Pedro, também parado, ouve os gritos de Marcos.
MarcosJosé
parede
As velocidades do som no ar e na água, nesse local, valem res-pectivamente 350 m/s e 1505 m/s.a) Determine a razão entre os comprimentos das ondas sono-ras emitidas por Marcos, e ouvidas diretamente por Pedro e por José, λP/λJ.b) Considere que na região existe uma parede vertical que per-mite que Marcos ouça o eco de seu grito 0,4 s depois de tê-lo emitido. Determine a distância entre Marcos e a parede, em me-tros.
(IF/GO-2011.1) - ALTERNATIVA: AUm feixe luminoso propaga-se no ar com frequência igual a 5,0 × 1014 Hz e comprimento de onda igual a 6,0 × 10−7 m. Con-sidere o índice de refração do ar igual a 1,0. Ao passar a se propagar num meio transparente de índice de refração igual a 1,2, terá, em Unidades do Sistema Internacional, velocidade e comprimento de onda, respectivamente, iguais a:*a) 2,5 × 108 e 5,0 × 10−7
b) 2,5 × 108 e 6,0 × 10−7
c) 3,0 × 108 e 5,0 × 10−7
d) 3,0 × 108 e 6,0 × 10−7
e) 2,0 × 108 e 4,0 × 10−7
VESTIBULARES 2011.2
(UFES-2011.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm raio de luz monocromático com λ = 500 nm se propaga no ar com velocidade de 300000 km/s. Esse raio atinge com incidên-cia normal a superfície (1) de um prisma de cristal, que flutua na superfície de um líquido, penetrando em seu interior, conforme mostra a figura. Os índices de refração do cristal e do ar são ncristal = 2 e nar = 1, respectivamente.
ncristal
nlíquido
nar
nlíquido
(1)
(2)
θ
Calculea) a frequência da onda de luz no ar;b) o comprimento de onda da luz dentro do prisma;c) o menor valor do ângulo θ para que a luz não se propague do cristal para o líquido através da superfície (2), sabendo que o índice de refração do líquido é nlíquido = 1 ;d) o menor índice de refração do líquido para que a luz se propa-gue do cristal para o líquido através da superfície (2), sabendo que o ângulo θ = 45º.
RESPOSTA OFICIAL UFES-2011.1:a) f = 6 × 1014 Hz b) λc = 250 nm c) θmin = 30° d) nmin = √2
(UEG/GO-2011.2) - ALTERNATIVA: ADois estudantes de Física, aficionados por cinema, querem usar o seu novo aparelho de blu-ray com o áudio do home theather que eles já possuem. O aparelho de blu-ray possui duas cone-xões de saída de áudio, uma, por meio de cabos de cobre e, outra, por meio de cabo óptico. Para prever qual das conexões produzirá o melhor efeito, um dos estudantes baseia-se em conceitos que estudou em Eletromagnetismo e Óptica, compar-tilhando essas informações com seu colega. Das observações feitas pelo estudante, a única CORRETA é a seguinte:*a) no cabo óptico, a informação é transmitida com a velocida-de de uma onda eletromagnética, ou seja, com a velocidade da luz.b) no fio de cobre, a informação é transmitida com a velocidade da luz da mesma forma que no cabo óptico, pois os princípios físicos são semelhantes.c) no cabo óptico, a luz é transmitida através de reflexões e re-frações e, portanto, sua velocidade diminui com o tempo porque a intensidade luminosa também diminui.d) nos fios de cobre, a velocidade, com a qual a informação é transmitida, tem o mesmo valor da velocidade de deriva dos elé-trons no sólido, portanto, muito menor que no cabo óptico.
(UCB/DF-2011.2) - RESPOSTA: 0.V; 1.V; 2.F; 3.F; 4.VRessurgimento da teoria ondulatória
O início do século XIX presenciou o ressurgimento da teoria ondulatória. Entre 1801 e 1803, Thomas Young (1773-1829) propôs o princípio da superposição e com ele explicou o fenô-meno de interferência em filmes finos. Devido ao peso científico de Newton e suas ideias sobre a teoria corpuscular, Young foi bastante criticado pela comunidade científica inglesa com esses trabalhos. Desconhecendo os avanços realizados por Young, já que a difusão de conhecimentos era extremamente lenta naquela época, Augustin Jean Fresnel (1788-1827) propôs, 13 anos mais tarde, uma formulação matemática dos princípios de Huygens e da interferência, que ficou conhecido como princípio de Huygens-Fresnel. Pouco tempo depois, Gustav Robert Kir-chhoff (1824-1887) mostrou que o princípio de Huygens-Fresnel era consequência direta da equação de ondas e estabeleceu uma formulação rigorosa para o fenômeno de difração. Ao sa-ber que a ideia original do princípio da superposição devia-se a Young, Fresnel ficou decepcionado, porém os dois acabaram tornando-se amigos e eventuais colaboradores. Fresnel também colaborou com Dominique François Jean Arago (1786-1853), principalmente em assuntos ligados à polarização da luz.
Internet: <http://efisica.if.usp.br> (com adaptações).Com base no texto e em seus conhecimentos de ondulatória, julgue os itens a seguir, assinalando (V) para os verdadeiros e (F) para os falsos.0.( ) A teoria de Fresnel explica uma série de fenômenos, tais como os padrões de difração produzidos por vários tipos de obs-táculos e a propagação retilínea em meios isotrópicos.1.( ) O princípio de Huygens–Fresnel afirma que a propagação de uma onda primária pode ser entendida como uma sucessão de ondas esféricas secundárias que interferiam para refazer a onda primária em um instante subsequente.2.( ) A polarização linear é o estado mais complexo de polariza-ção da luz e ocorre quando o campo elétrico é sempre paralelo a um plano definido, chamado plano de polarização da onda.3.( ) O fenômeno da difração pode ser entendido como a curva-tura que uma onda faz ao passar por um obstáculo. Essa curva-tura pode ocorrer em maior ou em menor grau, dependendo da forma e das dimensões do obstáculo a ser transpassado. Assim, a difração é fenômeno percebido somente em ondas do tipo me-cânicas.4.( ) Fenomenologicamente, as interferências ondulatórias po-dem ser classificadas em interferências unidimensionais (caso da corda com pulsos movimentando-se em sentidos opostos), bidimensionais (películas de óleo ou sabão) e tridimensionais.
(VUNESP/UNICID-2011.2) - ALTERNATIVA: BQuando Niels Bohr associou ao movimento dos elétrons do áto-mo de hidrogênio um movimento ondulatório, conseguiu explicar os níveis de energia desse elemento. Mais tarde, um experimen-to marcante comprovaria que a matéria assume em determina-dos casos um comportamento que até então apenas as ondas assumiam. Esse experimento consistia em detectar os locais em que elétrons jogados contra um obstáculo dotado de fendas atingiriam um anteparo colocado logo atrás. Classicamente, es-perava-se a obtenção de imagens semelhantes aos contornos das fendas, mas o que surpreendeu a todos foi a detecção de elétrons espalhados, formando uma faixa entre esses locais es-perados.
feixe deelétrons
fendas
anteparo
O que ocorre com os elétrons também ocorre com um feixe de luz, no fenômeno conhecido pora) absorção.*b) difração.c) polarização.d) reflexão.e) refração.
(IF/SC-2011.2) - RESPOSTA: SOMA = 10 (02+08)No dia 11 de março de 2011, o nordeste do Japão foi atingido por um intenso terremoto de magnitude de 8,9 e por fortes ondas de um tsunami. O tsunami é um fenômeno da natureza causado por erupções vulcânicas, terremotos submarinos e movimentações entre as zonas de convergência (fronteiras entre as placas tec-tônicas) no fundo dos oceanos, esses comportamentos geram uma série de ondas fortes...
fonte: http://www.infoescola.com/japao/tsunami-no-japao-2011/ - acessado em 18 mai. 2011.
Com base no texto acima e nos fenômenos ondulatórios, analise e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. Os terremotos, também chamados de abalos sísmicos, são consequência do movimento entre placas tectônicas, gerando ondas mecânicas, que se propagam somente pelo solo.02. O fato de alguns prédios desabarem e outros não, durante um terremoto, é explicado pelo fenômeno da ressonância, em que a frequência do tremor se aproxima da frequência natural do prédio.04. As ondas mecânicas de um terremoto estão na faixa do in-frassom, ou seja, têm frequências próximas dos 15 kHz.08. Um tsunami em alto mar se propaga em grande velocidade, mas à medida que se aproxima da costa, ou seja, em águas menos profundas, a velocidade diminui e amplitude aumenta. Esta variação de velocidade pode ser explicada pelo fenômeno de refração.16. A velocidade das ondas mecânicas geradas em um terremo-to é a mesma, independente se as ondas se propagam na terra ou na água.32. A frequência da onda mecânica gerada em um terremoto va-ria à medida que muda de meio, por exemplo, da terra para a água.
(IF/SC-2011.2) - ALTERNATIVA: DEco é um fenômeno sonoro bem interessante. Quem nunca teve a oportunidade de estar em um ambiente adequado e brincar com o eco de sua voz? Com base no estudo dos fenômenos sonoros, é CORRETO afirmar que o eco é consequência do fe-nômeno denominado:a) interferência.b) refração.c) polarização.*d) reflexão.e) difração.
(UDESC-2011.2) - RESPOSTA: ∆t = 300 minA energia proveniente de uma dose de radiação incidente sobre um corpo pelo período de 3 minutos, em Joules, é dada pela expressão
E = 2.10−16
λonde λ é o comprimento de onda da radiação em nm. Dado que o comprimento de onda dos raios-X é igual a 0,5 nm e que a ener-gia máxima tolerável para um ser humano é igual a 4 × 10−14 J, calcule qual o tempo máximo de exposição permitido para um ser humano se ele está exposto continuamente aos raios-X. Ex-plicite seu cálculo com a maior clareza possível.
(UEPG/PR-2011.2) - RESPOSTA: SOMA = 03 (01+02)Na sua propagação, a luz pode apresentar algumas proprieda-des. Sobre elas, assinale o que for correto. 01) A difração é a propriedade que as ondas luminosas têm de contornar obstáculos, ou passar por um orifício quando são par-cialmente interrompidas por ele. 02) Se um raio de luz incidir sobre dois filtros polarizadores, e os planos dos dois filtros forem perpendiculares, nenhuma parte da luz passará através deles. 04) Quando a luz do Sol é interceptada por gotas de água sus-pensas na atmosfera, enxerga-se um arco-íris; este fenômeno ocorre devido à difração da luz. 08) A alteração da frequência da onda luminosa muda a direção de um raio de luz, ao passar de um meio transparente para outro. 16) A dispersão de um raio luminoso ocorre quando a luz inciden-te em uma superfície se reflete totalmente.
(UEM/PR-2011.2) - RESPOSTA: SOMA = 30 (02+04+08+16)Um terremoto é um evento sísmico que gera ondas sísmicas pri-márias (longitudinais) e de cisalhamento (transversais) na crosta terrestre. Charles Richter desenvolveu uma escala com a finali-dade de medir (expressar) a magnitude de um terremoto causa-do pelo movimento de placas tectônicas, que pode ser descrita pela equação M = log A – log A0, em que M é a magnitude, A é a amplitude máxima e A0 é a amplitude de referência. A energia liberada (E) por um terremoto está relacionada com a magnitude do mesmo, por meio da equação M = (2/3) log (E/E0), em que E0 é a energiade referência. Utilizando essas informações, assinale oque for correto.01) Um terremoto de magnitude 6 possui amplitude máxima de 1000 vezes a de um terremoto de magnitude 4.02) Se a amplitude máxima for de 100 vezes a amplitude de refe-rência, a magnitude do terremoto na escala Richter é 2.04) As ondas de cisalhamento geradas por um terremoto movi-mentam as partículas do solo em uma direção perpendicular à direção de propagação dessas ondas.08) As ondas primárias geradas por um terremoto movimentam as partículas do solo em uma direção paralela à direção de pro-pagação dessas ondas, como ondas sonoras.16) A energia liberada e a amplitude máxima de um terremoto podem ser relacionadas pela seguinte equação:
log(E/E0) = (3/2) log(A/A0).
ONDULATÓRIAinterferência de ondas
VESTIBULARES 2011.1
(UFPR-2011.1) - ALTERNATIVA: BUma fila de carros, igualmente espaçados, de tamanhos e mas-sas iguais faz a travessia de uma ponte com velocidades iguais e constantes, conforme mostra a figura abaixo. Cada vez que um carro entra na ponte, o impacto de seu peso provoca nela uma perturbação em forma de um pulso de onda. Esse pulso se propaga com velocidade de módulo 10 m/s no sentido de A para B. Como resultado, a ponte oscila, formando uma onda estacionária com 3 ventres e 4 nós. Considerando que o fluxo de carros produza na ponte uma oscilação de 1 Hz, assinale a alternativa correta para o comprimento da ponte.
a) 10 m. d) 30 m.*b) 15 m. e) 45 m.c) 20 m.
(UFG/GO-2011.1) - ALTERNATIVA: EAs mídias ópticas CD, DVD e Blu-ray são constituídas por um material que reflete a luz incidente de um laser.A gravação de informações é realizada produzindo-se ranhuras sobre a superfície da mídia, conforme ilustra a figura, de modo que os raios incidente e refletido causarão interferência constru-tiva ou destrutiva, produzindo os bits 0 e 1, respectivamente.
Considerando que o comprimento de onda da luz do laser é λ e que a mídia é recoberta por um material plástico transparente de índice de refração n, a menor profundidade das ranhuras que produzem o bit 1 éa) λ d) λ/4b) λ/2 *e) λ/4nc) λ/2n
(VUNESP/UFTM-2011.1) - ALTERNATIVA: DSílvia e Patrícia brincavam com uma corda quando perceberam que, prendendo uma das pontas num pequeno poste e agitandoa outra ponta em um mesmo plano, faziam com que a corda oscilasse de forma que alguns de seus pontos permaneciam pa-rados, ou seja, se estabelecia na corda uma onda estacionária.A figura 1 mostra a configuração da corda quando Sílvia está brincando e a figura 2 mostra a configuração da mesma corda quando Patrícia está brincando. Sílvia
figura 1
Patrícia
figura 2
Considerando-se iguais, nas duas situações, as velocidades de propagação das ondas na corda, e chamando de fS e fP as fre- quências com que Sílvia e Patrícia, respectivamente, estão fa-zendo a corda oscilar, pode-se afirmar corretamente que a rela-ção fS / fP é igual aa) 1,6.b) 1,2.c) 0,8.*d) 0,6.e) 0,4.
(FGV/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: CA figura mostra dois pulsos que se movimentam em sentidos contrários, um em direção ao outro sobre a mesma corda, que pode ser considerada ideal.
No momento em que houver sobreposição total, a disposição es-perada para os pontos da corda estará melhor indicada por:
a) d)
b) e)
*c)
(UFV/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: DDuas fontes de ondas sonoras, situadas nos pontos F1 e F2, emi-tem ondas de mesma frequência e em fase. Uma pessoa situa-da no ponto P recebe as duas ondas com a mesma intensidade não nula, vindas diretamente das fontes. A figura ao lado mostra a disposição das fontes e da pessoa. O maior comprimento de onda, em metros, que deve ser emitido pelas fontes para que a pessoa não escute o som produzido por elas é:a) 0,5b) 2c) 1*d) 4
F1 F2
P
4 m
3 m
(UNIMONTES/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: BA figura abaixo representa uma forma senoidal num gráfico y (deslocamento vertical) vesus x (deslocamento horizontal), como uma fotografia de uma corda, na qual se propaga uma onda es-tacionária. Estão destacadas, na figura, duas grandezas, enu-meradas por 1 e 2.
1
2
y
x
É CORRETO afirmar:a) A grandeza 1 é a amplitude e a 2 é o comprimento de onda.*b) Se o eixo horizontal do gráfico representasse o tempo, a grandeza 1 seria o período.c) A grandeza 1 é o período e a 2 é a frequência.d) Se o eixo horizontal do gráfico representasse o tempo, a gran-deza 2 seria a frequência.
(UEM/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 22 (02+04+16)Sobre os fenômenos de interferência e difração de ondas, assi-nale o que for correto.01) Em uma interferência de duas ondas mecânicas se propa-gando em uma corda, os pontos que permanecem em repouso são chamados de antinodos.02) O fenômeno da interferência de ondas pode ser entendido como consequência do princípio da superposição de ondas e este, por sua vez, como consequência do princípio da conser-vação da energia.04) O experimento de difração em fenda dupla pode comprovar a natureza ondulatória da luz.08) Duas ondas que se interferem construtivamente têm suas características físicas individuais alteradas.16) A difração é a propriedade que uma onda possui de contornar um obstáculo, ao ser parcialmente interrompida por ele.
(ITA/SP-2011.1) - RESPOSTA: Cor azul, pois ela tem menor comprimento de onda.Um filme fino de sabão é sustentado verticalmente no ar por uma argola. A parte superior do filme aparece escura quando é ob-servada por meio de luz branca refletida. Abaixo da parte escura aparecem bandas coloridas. A primeira banda tem cor vermelha ou azul? Justique sua resposta.
(UFJF/MG-2011.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOSobre um ponto F1 da superfície da água de um lago tranquilo, caem, sucessivamente, 40 pedras durante 2 minutos, formando ondas, cuja distância entre ventres (cristas) consecutivos é de 8,0 cm, como mostra a figura (I) abaixo.a) Calcule a velocidade de propagação das ondas na superfície do lago.b) Calcule a frequência da onda formada na superfície do lago.c) Suponha agora que, em um outro ponto F2 , distante 36 cm de F1 , caem outras pedras de forma coerente (ao mesmo tempo) com F1 , como mostra a figura (II). Nas posições A e B , mostra-das na figura, ocorrem interferência construtiva ou destrutiva? Justifique sua resposta.
RESPOSTA UFJF-2011.1:a) v ≅ 2,67 cm/s b) f ≅ 0,33 Hzc) ponto A → interferência destrutiva (∆x = λ/2) ponto B → interferência construtiva (∆x = λ)
VESTIBULARES 2011.2
(UNIMONTES/MG-2011.2) - ALTERNATIVA: BA ótica geométrica utiliza-se da aproximação de raios luminosos para examinar o que ocorre quando a luz se reflete numa super-fície ou se refrata ao passar de um meio material para outro. Já a ótica Física, ou ótica ondulatória, lida com fenômenos que não podem ser adequadamente explicados com a aproximação de raios luminosos. Para explicar fenômenos como a interferência e a difração, a ótica física lida com a natureza ondulatória da luz. As cores brilhantes exibidas por um CD ao refletir luz branca, as várias cores que surgem na superfície de uma bolha de sabão que flutua ou as regiões claras e sombreadas que percebemos ao observarmos, contra a luz, dois tecidos finos superpostos, são exemplos de interferência da luz. Numa superposição de ondas eletromagnéticas, padrões de interferência podem surgir como resultado da combinação dos campos elétrico e magnético que constituem as ondas individuais. Ondas eletromagnéticas visíveis possuem comprimento de onda curto (de 4×10−7m a 7×10−7m) e, por esse motivo, seus efeitos de interferência não são facilmente observados. Para que se observe um padrão estável de interfe-rência, são necessárias duas fontes produzindo ondas de mes-mo comprimento de onda e que mantenham uma relação de fase constante entre si, ou seja, elas precisam ser coerentes. Uma fonte de luz ordinária passa por alterações aleatórias a cada 10−8 s, aproximadamente. Dessa forma, as condições para inter-ferência construtiva (luz intensa) ou destrutiva (sombra) duram por tempos da ordem de 10−8 s. Tais fontes ordinárias são cha-madas de incoerentes. Um método muito usado para a produção de duas fontes luminosas coerentes de comprimentos de onda idênticos é utilizar-se de uma única fonte luminosa emitindo um único comprimento de onda para iluminar um anteparo contendo duas fendas estreitas. A luz que emerge das fendas é coerente porque é produzida por uma única fonte. As duas fendas ser-vem apenas para separar o feixe original em duas partes. Nesse caso, uma alteração aleatória na luz emitida pela fonte ocorre, simultaneamente, nos dois feixes separados e os efeitos da in-terferência podem ser observados. Thomas Young, em 1801, de-monstrou pela primeira vez a interferência com ondas luminosas a partir de duas fendas.
O diagrama da experiência de dupla fenda e uma ampliação do centro de um possível padrão de franjas formado sobre o ante-paro estão representados na figura a seguir. As fendas S1 e S2 funcionam como fontes de ondas luminosas coerentes que pro-duzem um padrão de interferência no anteparo de observação (o desenho não está em escala).
primeirabarreira segunda
barreira
Anteparo
(Texto e figura adaptados de SERWAY Raymond A.; JEWETT, R. John W. Princípios de Física. vol. 4, p. 1052-1054. São Paulo: Thomson Learning Edições Ltda, 2007.)
Após a leitura do texto sobre ótica física, marque a alternativa CORRETA.a) Podemos usar uma lâmpada que emite luz branca, iluminando a primeira barreira na experiência de dupla fenda, como fonte para a produção de duas fontes luminosas coerentes de compri-mentos de onda idênticos.*b) Um feixe de ondas eletromagnéticas de mesmo comprimento de onda é coerente se elas mantêm uma relação de fase cons-tante entre si.c) A espessura das fendas não influencia o padrão de difração observado na experiência de dupla fenda.d) Padrões de interferência só ocorrem na faixa visível do espec-tro eletromagnético.
(IF/CE-2011.2) - ALTERNATIVA: ENa figura a seguir, F1 e F2 são fontes coerentes de ondas em fase, que apresentam comprimento de onda de 10 cm. Os núme-ros representam as distâncias, em centímetros, entre os pontos X, Y, Z e K, e as fontes.
A opção que apresenta somente pontos de Interferência cons-trutiva éa) X, Y, Z. b) X, Y. c) Z, K, Y. d) K, Y, X. *e) X, Z.
(UEM/PR-2011.2) - RESPOSTA: SOMA = 26 (02+08+16)Considere um experimento de interferência e difração de luz visí-vel em uma fenda dupla (experimento de Young), no qual as fren-tes de onda plana satisfazem o Princípio de Huygens, analise as alternativas e assinale o que for correto.01) Tal experimento pode comprovar a natureza corpuscular da luz.02) As chamadas franjas de interferência podem ser observadas em tal experimento.04) Quando ocorre interferência destrutiva entre as ondas emer-gentes das fendas, as frequências de oscilação e os comprimen-tos de onda dessas ondas se cancelam.08) A diferença de caminho óptico entre as ondas emergentes das fendas é que determina se pode haver ou não interferência construtiva entre tais ondas.16) A experiência de Young permite determinar o comprimento de onda da onda eletromagnética utilizada no experimento.
ONDULATÓRIAacústica (velocidade do som)
VESTIBULARES 2011.1
(UFT/TO-2011.1) - ALTERNATIVA: CTrês amigos foram dispostos alinhadamente. O amigo do meio (A2) ficou separado do primeiro (A1) por 720 [m] e do terceiro amigo (A3) por 280 [m] de distância. O eco produzido por um obstáculo e gerado a partir de um tiro disparado por A1 foi ouvido 4 segundos após o disparo tanto por A1 como por A2.Qual o melhor valor que representa o tempo (contado após o disparo) para A3 ouvir este eco?Considere que a velocidade do som no ar seja 300 [m/s].a) 2,7 segundosb) 3,1 segundos*c) 4,7 segundosd) 5,3 segundose) 6,9 segundos
(UFG/GO-2011.1) - ALTERNATIVA: CEm um artigo científico, publicado em 2010 na revista Conserva-tion Biology, os autores relatam os resultados da investigação do comportamento dos elefantes em regiões em que há exploração de petróleo. Nessas regiões, deflagram-se algumas explosões que são detectadas por esses animais. As patas dos elefantes são capazes de perceber ondas sísmicas e, com isso, eles con-seguem manter-se distantes das zonas de detonação. Consi-dere que um elefante capte uma onda sísmica que se propaga a uma velocidade típica de 3,74 km/s. Quatro segundos depois, ele ouve o som da detonação de uma carga de dinamite. A que distância, em metros, o elefante se encontrará do local em que a carga de dinamite foi detonada?a) 13600b) 8160*c) 1496d) 1360e) 1247
DadoVelocidade do som no ar: 340 m/s
(UFV/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: CO sonar é um equipamento que, utilizando ondas de ultrassom, permite a um navio determinar a localização de outros objetos dentro da água. O funcionamento do sonar é baseado principal-mente no fenômeno denominado:a) interferência.b) refração.*c) reflexão.d) difração.
(UEPG/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)Som é toda onda mecânica perceptível ao ouvido humano. Nes-se contexto, assinale o que for correto.01) O som não se propaga no vácuo. Nos meios em que ele se propaga pode sofrer reflexão, refração, interferência e difração.02) Os sons abaixo de 20 hertz e acima de 20.000 hertz são inaudíveis e por isso denominados respectivamente de infras-som e ultrassom.04) A velocidade de propagação do som depende do meio em que se propaga.08) O eco é um fenômeno sonoro causado pela refração do som.
(PUC/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: APatrícia ouve o eco de sua voz direta, refletida por um grande espelho plano, no exato tempo de uma piscada de olhos, após a emissão.
Adotando a velocidade do som no ar como 340 m/s e o tempo médio de uma piscada igual a 0,4 s, podemos afirmar que a dis-tância d entre a menina e o espelho vale*a) 68 m. d) 1700 m.b) 136 m. e) 8160 m.c) 850 m.
(UFU/MG-2011.1) - RESPOSTA: 1V; 2V; 3V; 4FUma maneira de se obter a velocidade do som em um sólido con-siste em incidir um “raio” sonoro em um sólido de faces parale-las imerso na água, processo semelhante ao que ocorre quando uma onda eletromagnética atravessa um material transparente de faces paralelas imerso no ar. A figura abaixo ilustra esse mé-todo, em que uma onda ultrasônica (som não audível pelo ser humano) de frequência 1,0 × 106 Hz é emitida por uma fonte e se propaga na água, em que a velocidade do som é conhecida e tem o valor de Vágua = 1400 m/s. A seguir, essa onda atravessa o sólido e, depois, novamente se propaga na água até atingir um detector. Se se aumenta o ângulo de incidência (θ, na figura) de forma a ocorrer a reflexão total da onda, essa não atingirá o cole-tor, permitindo-se assim obter a velocidade do som no sólido. Em analogia ao caso de ondas eletromagnéticas, em que a velocida-de da luz no vácuo é a referência para a definição do índice de refração do meio, aqui a referência é a velocidade do som na
água, isto é: nmeio =Vágua
Vmeio. Note-se, ainda, que:
a) a velocidade do som no sólido é maior que na água.b) é válida a seguinte relação: nincidente.senθincidente = nrefratado .senθrefratado .
Marque, para as afirmativas abaixo, (V) Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção.1 ( ) O índice de refração para onda eletromagnética é nluz ≥ 1, enquanto o índice de refração para ondas sonoras em sólidosé nsom ≤ 1.2 ( ) Na incidência do “raio” sonoro no sólido, a reflexão total para a onda sonora pode ocorrer na face A e não pode ocorrer na face B.3 ( ) Se o ângulo limite onde ocorre reflexão total é θ = 30º, a velocidade da onda no sólido é V = 2800 m/s.4 ( ) O comprimento de onda da onda ultrassônica (utiliza-da na experiência) na água é 2,25 mm.
(UESPI-2011.1) - ALTERNATIVA: BUm homem está parado a uma distância de L = 85 m de um pa-redão vertical bastante alto e largo (ver figura). O homem grita, e o som bate no paredão e retorna aos seus ouvidos na forma de eco.
Se não há vento e a velocidade do som é de 340 m/s, em quanto tempo, após gritar, o homem pode escutar o eco de sua voz?a) 0,1 s*b) 0,5 sc) 0,8 sd) 1,2 se) 1,6 s
(VUNESP/FAMECA-2011.1) - ALTERNATIVA: BO fenômeno da reflexão das ondas sonoras por obstáculos dá origem a vários efeitos interessantes, dentre eles o eco.Considere que uma pessoa esteja próxima a um obstáculo gri-tando a palavra “Ahh...” várias vezes consecutivas e em interva-los iguais de tempo, e que esteja ouvindo o eco de seus gritos. Nota que se o intervalo entre dois gritos for de 1,5 s, ela deixa de ouvir os ecos, uma vez que eles se superpõem aos próprios gritos. Considerando que a velocidade do som no ar seja de 340 m/s, pode-se afirmar que a distância entre a pessoa e o obs-táculo vale, em metros,a) 226.*b) 255.c) 340.d) 510.e) 680.
(UFPB-2011.1) - ALTERNATIVA: ASonares são dispositivos frequentemente usados na indústria naval. Os navios possuem sonares para detectar obstáculos no fundo do mar, detectar cardumes etc. Um determinado sonar de um navio produz ondas sonoras progressivas, com comprimento de onda de 2,0 m e frequência 200 Hz.Nesse caso, um obstáculo a 80 m do sonar será detectado pelo navio em um intervalo de tempo de:*a) 0,4 s d) 1,6 sb) 1,0 s e) 2,0 sc) 1,2 s
(UEM/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)Com relação às ondas sonoras e às ondas eletromagnéticas, as-sinale o que for correto.01) Ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo, enquanto ondas sonoras não.02) A energia de uma onda eletromagnética é diretamente pro-porcional à frequência e inversamente proporcional ao compri-mento de onda da onda.04) A radiação ultravioleta é mais energética que a radiação visí-vel, enquanto que a radiação infravermelha é menos energética que essas duas radiações.08) O fenômeno de espalhamento de uma onda eletromagnética em direções distintas da sua direção original de propagação, ao encontrar um obstáculo, é chamado índice de refração.16) A velocidade de propagação do som no ar, ao nível do mar e à temperatura de 20 ºC, é aproximadamente 340 m/s. O aumen-to da temperatura faz com que essa velocidade diminua, pois há um aumento na agitação das moléculas do ar, que dificulta a propagação do som nesse meio.
(UFBA-2011.1) - RESPOSTA: D = 66 mA maioria dos morcegos possui ecolocalização — um sistema de orientação e localização que os humanos não possuem. Para detectar a presença de presas ou de obstáculos, eles emitem ondas ultrassônicas que, ao atingirem o obstáculo, retornam na forma de eco, percebido por eles. Assim sendo, ao detectarem a direção do eco e o tempo que demora em retornar, os morcegos conseguem localizar eventuais obstáculos ou presas.Um dispositivo inspirado nessa estratégia é a trena sônica, a qual emite uma onda sonora que é refletida por um obstáculo situado a uma distância que se deseja medir.Supondo que uma trena emite uma onda ultrassônica com fre- quência igual a 22,0 kHz e comprimento de onda igual a 1,5 cm, que essa onda é refletida em um obstáculo e que o seu eco é detectado 0,4s após sua emissão, determine a distância do obstáculo, considerando que as propriedades do ar não mudam durante a propagação da onda e, portanto, a velocidade do som permanece constante.
(UFJF/MG-2011.1) - ALTERNATIVA: CO menor intervalo de tempo entre dois sons percebidos pelo ou-vido humano é de 0,10 s . Considere um cantor em frente a uma parede em um local onde a velocidade do som é de 340 m/s, com mostra a figura abaixo.
Ao emitir um som, o cantor escuta o eco de sua voz para deter-minadas posições x em relação à parede. Podemos afirmar que a menor distância x para a qual o cantor consegue distinguir sua voz do eco, é:a) 15 mb) 16 m*c) 17 md) 18 me) 19 m
(IF/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: AO eco é um fenômeno que consiste em se escutar um som após a reflexão da onda sonora emitida. Suponha que você e seu ami-go encontrem-se separados 60 metros entre si, e ambos a 40 metros de um obstáculo A, perpendicular ao solo, que pode refletir ondas sonoras. Se seu amigo emitir um som, você perceberá que o intervalo de tempo entre o som refletido e o som direto será aproximada-mente, em segundos, de*a) 0,12.b) 0,20.c) 0,50.d) 0,80.e) 1,80.Dado: velocidade do som no ar V = 340 m/s
(VUNESP/FTT-2011.1) - ALTERNATIVA: COndas sonoras e ondas luminosas têm naturezas diferentes e apresentam propriedades diferentes quando se propagam pelo ar e pela água. A tabela mostra a velocidade de propagação des-sas ondas pelo ar e pela água do mar.
velocidade do som (m/s)
velocidade da luz (km/s)
no ar (a 30 ºC) 350 300000
na água do mar 1 500 225000
A atividade pesqueira faz uso de aparelhos que têm seu fun-cionamento baseado nas propriedades ondulatórias do som, os sonares. Alguns barcos pesqueiros utilizam-se de sonares para determinar a localização e o tamanho de um cardume. Com o intervalo de tempo entre a emissão de uma onda e a detecção da onda refletida pelo cardume, é possível obter, por exemplo, sua profundidade.O sonar de um barco pesqueiro detectou duas ondas refletidas com um intervalo de tempo entre elas. A primeira foi detectada 0,3 s depois da emissão, e deve-se à reflexão provocada por um cardume. A segunda foi detectada 0,4 segundos depois da emissão, e deve-se à reflexão provocada por um barco naufra-gado, apoiado no fundo do mar. Considerando-se que o barco pesqueiro, o cardume e o barco naufragado estejam alinhados verticalmente, a distância entre o cardume e o barco naufragado vale, em m,a) 25.b) 50.*c) 75.d) 100.e) 150.
VESTIBULARES 2011.2
(UNIMONTES/MG-2011.2) - ALTERNATIVA: BFenômenos ondulatórios são comuns no dia a dia. Quem nunca ouviu falar em terremotos, ondas no mar e barulho de propagan-da política? O som também é um fenômeno ondulatório. Toda in-formação que chega aos nossos ouvidos é um tipo de onda que viaja por um meio líquido, sólido ou gasoso. A velocidade do som no ar possui módulo de, aproximadamente, 340 m/s. O ouvido humano é capaz de perceber ruídos que vão de 20 a 20000 Hz. Um dado ruído, no ar, possui comprimento de onda de 21,25 m. Num bairro em que este ruído tocou a noite inteira, moradores da região reclamaram de barulho. Sobre o barulho em questão, assinale a alternativa CORRETA.a) O barulho certamente é do ruído, pois, ocorrendo durante toda a noite, a intensidade de som seria elevada e acordaria os mo-radores.*b) O ruído não pode ter incomodado os moradores, uma vez que não é perceptível ao ouvido humano.c) O ruído pode ter sido a causa do barulho, pois sua frequência f está no intervalo 20 Hz ≤ f ≤ 20 kHz.d) O ruído não pode ter sido a causa do barulho, pois sua fre-quência é superior a 20 kHz.
(UDESC-2011.2) - RESPOSTA: a) ∆t = 2,0 s b) λ = 30,0 mNos oceanos, as baleias se comunicam utilizando ondas sonoras através da água. Uma baleia emite um som de 50,0 Hz para avi-sar um filhote desatento a voltar ao grupo. A velocidade do som na água é de 1,50 × 103 m/s.a) Quanto tempo leva o som para chegar ao filhote, se ele está afastado 3,00 km?b) Qual é o comprimento de onda do som na água?
(UGF/RJ-2011.2) - ALTERNATIVA: EDuas crianças brincam com um telefone feito de duas latas e um cordão, como mostra a figura. Nesse caso, enquanto o cordão se encontra esticado, um menino fala dentro da lata, e o outro escuta na lata que está na outra ponta do cordão.
O telefone descrito funciona porque uma ondaa) eletromagnética é gerada na lata em que se fala e é trans-mitida pelo cordão, fazendo a lata do menino que escuta vibrar, gerando uma onda mecânica que pode ser escutada.b) eletromagnética é gerada na lata em que se fala e é transmiti-da pelo ar, fazendo a lata do menino que escuta vibrar, gerando uma onda eletromagnética que pode ser escutada.c) mecânica é gerada na lata em que se fala e é transmitida pelo ar, fazendo a lata do menino que escuta vibrar, gerando uma onda mecânica que pode ser escutada.d) mecânica é gerada na lata em que se fala e é transmitida pelo cordão, fazendo a lata do menino que escuta vibrar, gerando uma onda eletromagnética que pode ser escutada.*e) mecânica é gerada na lata em que se fala e é transmitida pelo cordão, fazendo a lata do menino que escuta vibrar, geran-do uma onda mecânica que pode ser escutada.
(SENAI/SP-2011.2) - ALTERNATIVA: AA velocidade de propagação do som no ar atmosférico é de 340 m/s e a da luz é de 300000 km/s.Durante uma tempestade, o relâmpago e o trovão formam-se ao mesmo tempo.O que percebemos primeiro é o*a) relâmpago, porque a velocidade da luz é maior.b) trovão, porque a velocidade do som é menor.c) trovão, porque a velocidade da luz é maior.d) relâmpago, porque a velocidade do som é maior.e) trovão, porque nossa percepção para o som é maior.
ONDULATÓRIAacústica (qualidades fisiológicas do som)
VESTIBULARES 2011.1
(PUC/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: AA figura abaixo representa as ondas produzidas por um violino e um piano:
TempoFigura adaptada de: http://method-behind-the-music.com/mechanics/physics.
Sobre esses dois instrumentos, na situação mostrada na figura, é CORRETO afirmar que:*a) Os dois instrumentos estão tocando a mesma nota porque a frequência fundamental das duas ondas é a mesma.b) Os dois instrumentos não estão tocando a mesma nota porque as ondas têm formatos diferentes.c) Os dois instrumentos estão tocando a mesma nota, porém a frequência fundamental das duas ondas é diferente.d) A frequência fundamental não está relacionada com a nota, mas com o timbre dos instrumentos.e) Todas as alternativas anteriores são falsas.
(PASUSP-2010) - ALTERNATIVA: DA intensidade de um som está relacionada ao fluxo de energia que chega à orelha humana. Por razões práticas, utiliza-se, como unidade de medida do nível de intensidade sonora, o deci-bel (dB), cuja escala é logarítmica. Nessa escala, o menor som audível tem 0 dB, um som 10 vezes mais intenso, como o da respiração humana, tem 10 dB (101) e um som 100 vezes mais intenso que o menor som audível tem 20 dB (102). As vuvuzelas, utilizadas pelas torcidas na última Copa do Mundo de Futebol, atingem facilmente nível de intensidade sonora de 100 dB, que equivale ao ruído produzido por um helicóptero.Com base nas informações fornecidas, quantas vezes a inten-sidade sonora produzida pelas vuvuzelas é maior que aquela produzida pela respiração de uma pessoa?a) cem *d) um bilhãob) mil e) um trilhãoc) um milhão
(UNICENTRO/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: BQuando uma onda que se propaga em um certo meio encontra uma superfície que separa esse meio de outro, essa onda pode, parcial ou totalmente, retornar para o meio em que estava se propagando.Com base nos conhecimentos da Ondulatória, pode-se afirmar:a) A altura é a qualidade fisiológica do som que permite classi-ficá-lo em forte ou fraco.*b) Na reflexão, a frequência, a velocidade de propagação e o comprimento de onda não variam.c) No ponto em que ocorre a superposição de duas ou mais on-das em fase, o efeito resultante é a diferença dos efeitos que cada onda produziria individualmente nesse ponto.d) Em uma corda tensa com extremidades fixas e de compri-mento de 9,0 cm, ao vibrar com frequência de 2,0 Hz, estabelece ondas estacionárias com 06 ventres, propagando-se com veloci-dade de 8,0 cm/s.
(UEM/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 18 (02+16)Assinale o que for correto considerando as unidades de medida no sistema internacional (SI) e as seguintes equações: x(t) = A cos(ωt + ϕ) e v(t) = −A ωsen(ωt + ϕ).01) Uma partícula oscila segundo uma força elástica, rea-lizando um movimento harmônico simples. A posição da partícula em função do tempo é representada pela função x(t) =10 cos(5t + π/6). Dessa forma, a velocidade da partícula em função do tempo é v(t) = −2 sen(5t + π/6).02) Uma onda com uma frequência de 10 Hz propaga-se em uma corda e percorre uma distância de 30 m em 5 s. O compri-mento de onda dessa onda é 60 cm.04) Um telefone celular recebe e envia ligações através de ondas eletromagnéticas. Uma forma de impedir que tal aparelho receba ou envie ligações é emitir, através de uma antena, outra onda eletromagnética de mesma frequência. Para que esse impedi-mento ocorra, deve haver uma interferência construtiva entre as ondas.08) Baseado em termos fisicamente corretos e considerando que o ouvido humano percebe ondas sonoras no intervalo entre 20 Hz e 20.000 Hz, o som de uma buzina que emite uma onda sonora de 200 Hz é muito alto.16) Uma onda que se propaga em um meio elástico é descrita pela equação x(t) = 0,5 cos[(π/4)t + π/2] . Portanto, essa onda possui amplitude de 0,5 m e frequência 1/8 Hz.
(UFAL-2011.1) - ALTERNATIVA: CConsidere que um alto-falante no alto de um poste emite on-das sonoras como uma fonte sonora pontual, com potência média constante. Um estudante, munido de um dispositivo para medição de intensidade sonora, registra 1 mW/m2 = 10−3 W/m2 a uma distância de 6 m do alto-falante.Desconsidere a influência de eventuais reflexões das ondas so-noras. Se o estudante se afastar até uma distância de 10 m do alto-falante, que intensidade sonora ele medirá?a) 1 mW/m2 d) 0,06 mW/m2
b) 0,6 mW/m2 e) 0,01 mW/m2
*c) 0,36 mW/m2
(IME/RJ-2011.1) - ALTERNATIVA: BA figura apresenta uma fonte sonora pontual que emite uma onda harmônica esférica em um meio não dispersivo.
Sabendo que a média temporal da intensidade da onda é direta-mente proporcional ao quadrado da sua amplitude, pode-se afir-mar que a amplitude, a uma distância r da fonte, é proporcional a:
a) 1 / r1/2
*b) 1 / r
c) 1 / r3/2
d) 1 / r2
e) 1 / r3
(VUNESP/FMJ-2011.1) - ALTERNATIVA: BNa refração, quando uma onda emitida por determinada fonte so-nora passa de um meio para outro, pode-se afirmar que, embora a velocidade de propagação mude, o que sempre se mantém éa) a intensidade.*b) a frequência.c) o volume.d) o comprimento de onda.e) o timbre.
(UEPG/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)A propagação de uma perturbação, com transferência de ener-gia, origina o que se chama de onda. Sobre as ondas, assinale o que for correto.01) Quando uma onda passa de um meio para outro, seu período e sua frequência não se alteram, mas a velocidade se altera.02) Ondas magnéticas são ondas transversais, geradas pela vibração de cargas elétricas, que não dependem de um meio material para se propagar.04) O som é gerado por ondas elásticas longitudinais e sua am-plitude diminui à medida que se afastam da fonte sonora.08) A reflexão é uma propriedade das ondas eletromagnéticas; no caso de ondas longitudinais que se propagam em meios elás-ticos a propriedade da reflexão não ocorre.
VESTIBULARES 2011.2
(SENAI/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: BPara evitar a poluição sonora, devemos limitar dos sonsa) a altura.*b) a intensidade.c) o timbre.d) os batimentos.e) o comprimento das ondas.
(UFU/MG-2011.2) - RESOLUÇÃO NO FINAL DA QUESTÃOO estilo de vida em grandes centros urbanos tem provoca-do mudanças no quadro de saúde dos habitantes, entre elas, problemas oriundos da exposição prolongada a fontes sonoras intensas. Estudos revelam ser recomendável a uma pessoa a permanência apenas por até 15 minutos diários na presença de sons de intensidade de 105 decibéis − o que equivale a um walkman ou MP3 no volume máximo −, sob risco de sofrer danos irreversíveis a sua audição.a) Explique, em termos físicos, porque uma pessoa que está mais afastada da fonte emissora de som não é afetada da mes-ma forma que uma pessoa que está mais próxima de tal fonte.b) O ser humano normalmente distingue sons com frequência que vão desde 20 Hz até 20 KHz. Considerando a velocidade do som no ar de 340 m/s, qual o menor e o maior comprimento de onda que uma pessoa pode perceber?
RESOLUÇÃO OFICIAL UFU/MG-2011.2:
a) Porque, apesar de a fonte ser a mesma, a distância assegura que a intensidade do som percebida pela pessoa que está mais distante será diferente, ou seja, seus tímpanos serão menos pressionados pelas ondas sonoras. Isso ocorre porque a intensi-dade sonora da fonte, medida em W/m2, diminui quando a onda se propaga por uma área maior.
b) Para f = 20 Hz v = λ.f 340 = λ .20 λ = 17 m (maior) Para f = 20 KHz ou 20000 Hz v = λ.f 340 = λ .20000 λ = 0,017 m (menor)
ONDULATÓRIAfontes sonoras (cordas e tubos)
VESTIBULARES 2011.1
(UFPE-2011.1) - RESPOSTA: f = 68 HzA figura mostra uma corda AB, de comprimento L, de um instru-mento musical com ambas as extremidades fixas.
Mantendo-se a corda presa no ponto P, a uma distância L/4 da extremidade A, a frequência fundamental da onda transversal produzida no trecho AP é igual a 294 Hz. Para obter um som mais grave o instrumentista golpeia a corda no trecho maior PB. Qual é a frequência fundamental da onda neste caso, em Hz?
(UEL/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: EApós ter afinado seu violão utilizando um diapasão de 440 Hz, um músico notou que o quarto harmônico da corda Lá do instru-mento emitia um som com a mesma frequência do diapasão.Com base na observação do músico e nos conhecimentos de ondulatória, considere as afirmativas a seguir.I. O comprimento de onda da onda estacionária formada na cor-da, no quarto harmônico, é igual à metade do comprimento da corda.II. A altura da onda sonora emitida no quarto harmônico da corda Lá é diferente da altura da onda emitida pelo diapasão.III. A frequência do primeiro harmônico da corda Lá do violão é 110 Hz.IV. O quarto harmônico da corda corresponde a uma onda esta-cionária que possui 5 nós.Assinale a alternativa correta.a) Somente as afirmativas I e II são corretas.b) Somente as afirmativas II e IV são corretas.c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas.*e) Somente as afirmativas I, III e IV são corretas.
CORDAS SONORAS
TUBOS SONOROS
(UDESC-2011.1) - ALTERNATIVA: CDois tubos sonoros de um órgão têm o mesmo comprimento, um deles é aberto e o outro fechado. O tubo fechado emite o som fundamental de 500 Hz à temperatura de 20 °C e à pressão atmosférica. Dentre as frequências abaixo, indique a que esse tubo não é capaz de emitir.a) 1500 Hzb) 4500 Hz*c) 1000 Hzd) 2500 Hze) 3500 Hz
(UNESP-2011.1) - ALTERNATIVA: DUm aluno, com o intuito de produzir um equipamento para a feira de ciências de sua escola, selecionou 3 tubos de PVC de cores e comprimentos diferentes, para a confecção de tubos sono-ros. Ao bater com a mão espalmada em uma das extremidades de cada um dos tubos, são produzidas ondas sonoras de dife- rentes frequências. A tabela a seguir associa a cor do tubo com a frequência sonora emitida por ele:
Cor vermelho azul roxo
Frequência (Hz) 290 440 494
Podemos afirmar corretamente que, os comprimentos dos tubosvermelho (Lvermelho), azul (Lazul) e roxo (Lroxo), guardam aseguinte relação entre si:a) Lvermelho < Lazul > Lroxo.b) Lvermelho = Lazul = Lroxo.c) Lvermelho > Lazul = Lroxo.*d) Lvermelho > Lazul > Lroxo.e) Lvermelho < Lazul < Lroxo.
(UEM/PR-2011.1) - RESPOSTA OFICIAL: SOMA = 09 (01+08)Com relação ao som e ao funcionamento dos instrumentos de sopro, assinale o que for correto.01) As frequências das ondas estacionárias geradas em instru-mentos de sopro são dependentes do comprimento do tubo e da velocidade do som no ar.02) Quanto maior o comprimento de um tubo sonoro, maior será a frequência fundamental de vibração das ondas sonoras esta-cionárias no interior desse tubo.04) A frequência fundamental de um tubo sonoro, que possui uma das extremidades fechada, corresponde à configuração de uma onda estacionária que possui um único ventre.08) Em tubos de extremidades abertas, as ondas sonoras que entram em ressonância em seu interior fazem com que o nível de intensidade do som seja elevado para determinadas frequên- cias.16) No topo de uma montanha, onde o ar é mais rarefeito, a fre-quência fundamental de vibração no interior de um tubo sonoro de extremidades abertas não se altera.
(ITA/SP-2011.1) - RESPOSTA: 8o harmônicoO tubo mais curto de um orgão típico de tubos tem um com-primento de aproximadamente 7 cm. Qual é o harmônico mais alto na faixa audível, considerada como estando entre 20 Hz e 20000 Hz, de um tubo deste comprimento aberto nas duas extre-midades? (Dado: velocidade do som no ar = 340 m/s.)
(UNEMAT/MT-2011.1) - ALTERNATIVA: CA figura abaixo representa uma onda estacionária que se forma em um tubo sonoro fechado.
2 m
Considere a velocidade do som no ar igual a 340m/s.Assinale a alternativa que representa a frequência do som emi-tido pelo tubo.a) 680 hz d) 185,5 hzb) 170 hz e) 92,5 hz*c) 212,5 hz
VESTIBULARES 2011.2
(VUNESP/UFTM-2011.2) - RESPOSTA: a) v = 240 m/sb) λ = 0,4 m
O estabelecimento de ondas estacionárias numa corda estica-da e presa em suas duas extremidades provoca no ar ao seu redor regiões de compressão e de rarefação, produzindo ondas sonoras.Considere que uma corda de determinado instrumento musical tenha comprimento de 60 cm e esteja vibrando em seu harmô-nico fundamental (primeiro harmônico), com uma frequência de 200 Hz.
nó nó
ventre
60 cm
Determine:a) A velocidade de propagação das ondas nessa corda, na si-tuação descrita, em m/s.b) O comprimento da onda estacionária que se estabelecerá na corda, se ela passar a vibrar com uma frequência três vezes maior que a do primeiro harmônico, considerando que a velocidade de propagação das ondas pela corda não tenha se alterado.
(UEM/PR-2011.2) - RESPOSTA: SOMA = 25 (01+08+16)Um artesão deseja construir seu próprio instrumento sonoro usando uma corda. A corda possui um comprimento de 1,0 m entre seus dois pontos fixos no instrumento, uma frequência fun-damental de 20,0 Hz e uma densidade linear de 20,0 g/m. De posse dessas informações, analise as alternativas e assinale o que for correto.01) A tensão mecânica que o artesão deve aplicar na corda para que ela ressone em sua frequência fundamental é de 32,0 N.02) A frequência do terceiro harmônico dessa corda é de 30,0 Hz.04) O comprimento de onda do terceiro harmônico dessa corda é de 1,0 m.08) A velocidade da onda mecânica referente ao segundo har-mônico da corda é de 40,0 m/s.16) Quando os modos normais de vibração da corda do instru-mento são ativados, ondas estacionárias são formadas na cor-da.
(SENAI/SP-2011.2) - ALTERNATIVA: DAo fazer vibrar a corda de um violão, Ana percebeu que quanto mais fina e curta a corda, mais agudo é o som. Para estudar o caso, ela fez o seguinte esquema:
A
B
C
D
E
Ao comparar as cordas do esquema, Ana pode afirmar que o som da cordaa) A é mais agudo que o da E.b) C é mais grave que o da A.c) E é mais grave que o da D.*d) B é mais grave que o da C.e) D é mais grave que o da B.
(UFPR-2011.2) -ALTERNATIVA: AUm tubo sonoro de 68 cm de comprimento é construído para compor um órgão de tubos numa certa igreja do litoral para- naense. Sabendo-se que, em média, a velocidade do som no ar é de 340 m/s, os valores de frequência emitidos pelo tubo no caso do 1° harmônico, podendo o tubo ser aberto ou fechado em uma das extremidades, serão, respectivamente, de:*a) 250 Hz e 125 Hz.b) 125 Hz e 500 Hz.c) 250 Hz e 500 Hz.d) 500 Hz e 125 Hz.e) 125 Hz e 250 Hz.
(UNESP-2011.2) - ALTERNATIVA: ENa geração da voz humana, a garganta e a cavidade oral agem como um tubo, com uma extremidade aproximadamente fechada na base da laringe, onde estão as cordas vocais, e uma extremi-dade aberta na boca. Nessas condições, sons são emitidos com maior intensidade nas frequências e comprimentos de ondas para as quais há um nó (N) na extremidade fechada e um ventre (V) na extremidade aberta, como ilustra a figura. As frequências geradas são chamadas harmônicos ou modos normais de vibra-ção. Em um adulto, este tubo do trato vocal tem aproximadamen-te 17 cm. A voz normal de um adulto ocorre em frequências situa-das aproximadamente entre o primeiro e o terceiro harmônicos.
L
V VV
N NN
Considerando que a velocidade do som no ar é 340 m/s, os va-lores aproximados, em hertz, das frequências dos três primeiros harmônicos da voz normal de um adulto sãoa) 50, 150, 250.b) 100, 300, 500.c) 170, 510, 850.d) 340, 1020, 1700.*e) 500, 1500, 2500.
(VUNESP/UNINOVE-2011.2) - RESPOSTA: a) d = 1360 m b) f = 85 HzMariana estava na praia e observava um navio a grande dis-tância. Notou que, do navio, um grande tubo cilíndrico vertical, de 6,0 m de comprimento, expeliu certos vapores e, depois de 4 s, ouviu o som emitido por ele. Considere que a velocidade de propagação do som no ar dentro do tubo e fora dele seja igual a 340 m/s.
a) Determine a distância entre o navio e Mariana.b) Considerando que o tubo que emitiu o apito do navio seja aberto nas duas extremidades, e que a figura a seguir represente as ondas estacionárias que se estabelecem dentro dele quando o som do apito é emitido, determine, em hertz, a frequência do apito.
6,0 m
CORDAS SONORAS
TUBOS SONOROS
ONDULATÓRIAefeito Doppler
VESTIBULARES 2011.1
(UEPG/PR-2011.1) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08)Os fenômenos sonoros estão relacionados com a vibração de corpos materiais, portanto, sempre que se escuta um som, há um corpo material vibrando. Sobre as ondas sonoras, assinale o que for correto.01) O som audível se localiza numa escala entre infrassom e o ultrassom.02) A característica de uma onda sonora que a classifica como calma ou barulhenta é chamada de amplitude.04) Uma onda sonora de baixa frequência é um som grave.08) O efeito doppler é uma característica observada nas ondas sonoras de modo geral, ele ocorre devido à alteração de frequên-cia da onda, em razão do movimento da fonte ou do observa-dor.16) Reverberação é a confusão de sons que chegam aos nossos ouvidos em tempos diferentes, em virtude de que cada frequên-cia de onda apresenta velocidades diferentes.
(UNICAMP/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: 19 A; 20 BTEXTO PARA AS QUESTÕES 19 E 20O radar é um dos dispositivos mais usados para coibir o excesso de velocidade nas vias de trânsito. O seu princípio de funciona-mento é baseado no efeito Doppler das ondas eletromagnéticas refletidas pelo carro em movimento.Considere que a velocidade medida por um radar foi Vm = 72 km/h para um carro que se aproximava do aparelho.
QUESTÃO 19Para se obter Vm o radar mede a diferença de frequências ∆f, dada por ∆f = f – f0 = ± (Vm/c).f0 , sendo f a frequência da onda refletida pelo carro, f0 = 2,4 ×1010 Hz a frequência da onda emi-tida pelo radar e c = 3,0×108 m/s a velocidade da onda eletro-magnética. O sinal (+ ou -) deve ser escolhido dependendo do sentido do movimento do carro com relação ao radar, sendo que, quando o carro se aproxima, a frequência da onda refletida é maior que a emitida.Pode-se afirmar que a diferença de frequência Δf medida pelo radar foi igual a*a) 1600 Hz.b) 80 Hz.c) –80 Hz.d) –1600 Hz.
QUESTÃO 20Quando um carro não se move diretamente na direção do ra-dar, é preciso fazer uma correção da velocidade medida pelo aparelho (Vm) para obter a velocidade real do veículo (Vr). Essa correção pode ser calculada a partir da fórmula Vm = Vr ⋅ cos(α) , em que α é o ângulo formado entre a direção de tráfego da rua e o segmento de reta que liga o radar ao ponto da via que ele mira. Suponha que o radar tenha sido instalado a uma distância de 50 m do centro da faixa na qual o carro trafegava, e tenha de-tectado a velocidade do carro quando este estava a 130 m de distância, como mostra a figura abaixo.
Rua
Carro
α
130 m
Radar50 m
Se o radar detectou que o carro trafegava a 72 km/h, sua veloci-dade real era igual aa) 66,5 km/h.*b) 78 km/h.c) 36√3 km/h.d) 144 / √3 km/h.
(UFPB-2011.1) - ALTERNATIVA: BUma ambulância, enquanto resgata um enfermo, deixa a sirene ligada, a qual emite um sinal sonoro com frequência de 500 Hz. Um carro se aproxima da ambulância com uma velocidade de 85 m/s. Sabe-se que a velocidade do som no ar é v = 340 m/s.Nesse contexto, o condutor do carro irá escutar o som da sirene com uma frequência de:a) 570 Hz d) 735 Hz*b) 625 Hz e) 792 Hzc) 710 Hz
(UFU/2011.1) - ALTERNATIVA: AO efeito Doppler recebe esse nome em homenagem ao físico austríaco Johann Christian Doppler que o propôs em 1842. As primeiras medidas experimentais do efeito foram realizadas por Buys Ballot, na Holanda, usando uma locomotiva que puxava um vagão aberto com vários trompetistas que tocavam uma nota bem definida.Considere uma locomotiva com um único trompetista moven-do-se sobre um trilho horizontal da direita para a esquerda com velocidade constante. O trompetista toca uma nota com frequên-cia única f. No instante desenhado na figura, cada um dos três observadores detecta uma frequência em sua posição. Nesse instante, a locomotiva passa justamente pela frente do obser-vador D2.
D1
D2
D3
Analise as afirmações abaixo sobre os resultados da experiên-cia.I - O som percebido pelo detector D1 é mais agudo que o som emitido e escutado pelo trompetista.II - A frequência medida pelo detector D1 é menor que f.III - As frequências detectadas por D1 e D2 são iguais e maiores que f, respectivamente.IV - A frequência detectada por D2 é maior que a detectada por D3.Assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas.*a) Apenas I e IV.b) Apenas II.c) Apenas II e IV.d) Apenas III.
(UNIOESTE/PR-2011.1) - ALTERNATIVA: CEm relação aos fenômenos ondulatórios, assinale a alternativa correta.a) A difração é um fenômeno que ocorre apenas com as ondas eletromagnéticas por serem transversais.b) A interferência ocorre apenas com as ondas sonoras por se-rem ondas mecânicas longitudinais.*c) As ondas sonoras não podem ser polarizadas.d) O Efeito Doppler ocorre apenas com as ondas sonoras.e) A altura de um som está relacionado com a amplitude da onda sonora.
(ITA/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: CUma pessoa de 80,0 kg deixa-se cair verticalmente de uma ponte amarrada a uma corda elástica de “bungee jumping” com 16,0 m de comprimento. Considere que a corda se esticará até 20,0 m de comprimento sob a ação do peso. Suponha que, em todo o trajeto, a pessoa toque continuamente uma vuvuzela, cuja frequência natural é de 235 Hz. Qual(is) é(são) a(s) distância(s) abaixo da ponte em que a pessoa se encontra para que um som de 225 Hz seja percebido por alguém parado sobre a ponte?a) 11,4 mb) 11,4 m e 14,4 m*c) 11,4 m e 18,4 md) 14,4 m e 18,4 me) 11,4 m, 14,4 m e 18,4 m
Dados:Aceleração da gravidade = 10 m/s2
Velocidade de som no ar = 340 m/s
(ITA/SP-2011.1) - ALTERNATIVA: DFontes distantes de luz separadas por um ângulo α numa aber-tura de diâmetro D podem ser distinguidas quando α > 1,22λ/D, em que λ é o comprimento de onda da luz. Usando o valor de 5 mm para o diâmetro das suas pupilas, a que distância máxima aproximada de um carro você deveria estar para ainda poder dis-tinguir seus faróis acesos? Considere uma separação entre os faróis de 2 m e o comprimento de onda médio da luz = 570 nma) 100 m *d) 10 kmb) 500 m e) 100 kmc) 1 km
(IME/RJ-2011.1) - ALTERNATIVA: A - RESOLUÇÃO NO FINAL DA QUESTÃOUm observador e uma fonte sonora de frequência constante mo-vem-se, respectivamente, segundo as equações temporais pro-jetadas nos eixos X e Y:
Observador Xo (t) = cos(t) Yo (t) = −cos(t)
Fonte Xf (t) = sen(t) + cos(t) Yf (t) = −2 cos(t)
Observação:• A velocidade de propagação da onda é muito maior que as ve-locidades do observador e da fonte.Com relação ao instante t (0 ≤ t < π), o observador perceberá uma frequência:*a) constanteb) variável e mais aguda em t = 0c) variável e mais aguda em t = ¼ πd) variável e mais aguda em t = ½ πe) variável e mais aguda em t = ¾ π
RESOLUÇÃO IME/RJ-2011.1:Cálculo da distância entre o observador e a fonte
Dx = |Xf − Xo| = |sen(t) + cos(t) − cos(t) | = sen(t)Dy = |Yf − Yo| = |−2cos(t) − (−cos(t)) | = cos(t)
D = √ Dx2
+ Dy2
= √ sen2(t) + cos2(t) → D = 1
Pelas equações dadas a distância entre o observador e a fonte é constante, portanto, a frequência percebida pelo observador é constante e igual a da fonte.
(UFMG-2011.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃONa figura abaixo, estão representadas cristas consecutivas de uma onda sonora, emitida por uma fonte que se move em rela-ção ao ar, em uma região sem vento. Cada divisão horizontal ou vertical nessa figura vale 0,50 m.
K
LM
P
Q
a) Com base nessas informações, DETERMINE a velocidade dessa fonte de som. (Dado: velocidade do som no ar = 340 m/s)b) Assinalando com um X a quadrícula apropriada, RESPON-DA:Em qual das posições – K, L, M, P ou Q, indicadas na figura –, uma pessoa percebe o som em tom mais agudo?
□K □L □M □P □QCom base nas informações contidas na figura, JUSTIFIQUE sua resposta.c) Considere, agora, que a fonte sonora passa a se mover com velocidade igual à velocidade do som. ESBOCE, no diagrama abaixo, as cristas da onda sonora nessa situação. JUSTIFIQUE sua resposta.
RESPOSTA UFMG-2011.1:
a) vF = 816 km/h ≅ 227 m/s b) posição Q.
c)
(UNEMAT/MT-2011.1) - ALTERNATIVA: BA sirene de um carro de polícia emite ondas de 0,34 m. O carro se aproxima de um observador em repouso em relação a ter-ra. Sabendo-se que o som se propaga no ar com velocidade de 340 m/s, é correto afirmar.a) A frequência real é maior do que a frequência percebida pelo observador.*b) A frequência real é menor do que a frequência percebida pelo observador.c) A frequência real é igual à frequência percebida pelo obser-vador.d) A frequência real é 800 Hz e a frequência percebida pelo ob-servador é 1000 Hz.e) A frequência real é 1000 Hz e a frequência percebida pelo observador é 800 Hz.
VESTIBULARES 2011.2(UDESC-2011.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOO efeito Doppler sonoro ocorre quando há movimento relativo entre a fonte emissora de som (F) e o observador (O) que ouve as ondas sonoras. Na Figura 1 estão representados esquema-ticamente o observador e a fonte de ondas sonoras, ambos em repouso com referência ao meio no qual a onda se propaga, e a frequência com que as frentes de onda são percebidas pelo observador.
Figura 1
observadorem repouso
fonte em repouso
OF
Na Figura 2 estão representados dois observadores (O e O’), ambos em repouso, a fonte sonora em movimento, e as fre- quências com que as frentes de onda são percebidas pelos observadores.
Figura 2
observadorem repouso
observadorem repouso
fonte em movimento
O’ O
F
O caso geral para o movimento relativo entre a fonte de onda so-nora e o observador, sendo o referencial o meio de propagação da onda (o ar em repouso, por exemplo), pode ser representadopela equação:
f ’ = f . vsom ± vovsom ± vf
em que f ’ é a frequência aparente (percebida pelo observador), f é a frequência emitida pela fonte, vo é a velocidade do obser-vador, vf é a velocidade da fonte, e vsom é a velocidade do som no meio.Determine como deve ser escrita a equação acima nos seguintes casos:a) fonte sonora afastando-se de um observador em repouso;b) observador afastando-se de uma fonte sonora em repouso;c) observador aproximando-se de uma fonte sonora em repou-so.
RESPOSTA UDESC-2011.2:
a) f ’ = f . vsomvsom + vf
b) f ’ = f . vsom − vovsom
c) f ’ = f . vsom + vovsom
(UNEMAT/MT-2011.2) - ALTERNATIVA: CQuando uma estrela ou galáxia se afasta da terra, nota-se que a frequência captada da luz se desvia para o vermelho. O efeito contrário ocorre quando uma estrela ou galáxia se aproxima do nosso planeta. Registros de observações astronômicas realiza-das em diversas partes do mundo comprovam que a maioria das estrelas sofre desvio para o vermelho. Isso significa dizer que es-sas estrelas estão se afastando da terra, ou seja, que o universo está em expansão (como se suas partes fossem componentes de algo que explodiu). Outras teorias estão sendo analisadas, mas esta parece ser uma das maiores evidências da ocorrência do Big-Bang há bilhões de anos. Pode-se afirmar que o fenôme-no Físico que melhor descreve a situação acima descrita é o:a) Efeito Joule.b) Princípio de Pascal.*c) Efeito Doppler. d) Efeito Cerenkov.e) Princípio de Arquimedes.
(UEPG/PR-2011.2)-RESPOSTA: SOMA = 31 (01+02+04+08+16)O som é uma onda mecânica que se propaga através dos gases, sólidos e líquidos com frequência que é detectada pelo sistema auditivo. Sobre o som, assinale o que for correto. 01) O instrumento musical que, por alguma razão, começa a pro-duzir frequências diferentes daquelas da escala convencional é um instrumento desafinado. 02) Quando algum objeto vibra de forma que produz uma fre-quência completamente desordenada, o som produzido por esta vibração é um ruído. 04) Uma onda sonora, em situação normal, tem o mesmo com-portamento e as mesmas características que as ondas mecâni-cas. 08) Ocorre uma reverberação, quando o som refletido atinge o observador no instante em que o som, direto da fonte, está se ex-tinguindo, ocasionando o prolongamento da sensação auditiva. 16) A frequência de uma onda sonora pode ser alterada, quando ocorre o movimento relativo entre a fonte sonora e o receptor da onda, esse fenômeno é conhecido como efeito Dopller.
