1

Lista de Exercícios de Física III

1) (262) Um raio luminoso, ao passar de um meio A para um meio B, forma com a normal à

superfície de separação, ângulos respectivamente iguais a 30º e 60º. O meio B é o ar, cujo

índice de refração absoluto é 1,0 e no qual a luz se propaga com velocidade de 3,0 x 108 m/s.

Determine o índice de refração do meio A e a velocidade da luz nesse meio.

Dados: sen 30º =

sen 60º =

2) (263) Quando a luz se propaga do vácuo (n=1) para um líquido, o ângulo de incidência vale

45º e o de refração 30º. Determine o índice de refração absoluto do líquido e a velocidade

com que a luz se propaga no mesmo.

Dados: sen 30º =

sen 60º =

3) (263) Um raio luminoso forma ângulos iguais a 30º e 45º com a superfície que separa o

vácuo e o meio X, como mostra a figura. Determine o índice de refração do meio X e a

velocidade da luz nesse meio.

Dados: sen 30º =

sen 45º =

sen 60º =

4) (266) O ângulo limite para uma luz monocromática que se propaga de um líquido para o ar

vale 60º. Determine o índice de refração do líquido.

Dados: nar = 1

sen 60º =

5) (266) A uma profundidade de um metro, no interior de um líquido de índice de refração ,

encontra-se uma fonte luminosa pontual P (ver figura). Determine o diâmetro mínimo que

deve ter um disco opaco para que, convenientemente colocado na superfície que separa o

líquido do ar, não permita a emergência de nenhuma luz para o ar.

Dados: nar = 1

sen 45º =

tg 45º = 1

30°

45°

vácuo meio X

1 m

__________________________________

----------------------------------------------

Ar

Líquido

P

2

6) (267) O ângulo limite para determinado par de meios é 45º. Determine o índice de refração

relativo entre eles.

Dado: sen 45º =

7) (483) A onda apresentada na figura a seguir é formada por um vibrador de 3600 rpm.

Determine:

a) O comprimento de onda ();

b) A amplitude (A);

c) A velocidade de propagação da onda (v).

8) (483) Um rádio receptor opera em duas modalidades: em AM, cobre o intervalo de 550 a

1550 kHz e, em FM, de 88 a 108 MHz. A velocidade das ondas eletromagnéticas vale 3 x

108 m/s. Quais são, aproximadamente, o menor e o maior comprimentos de onda que podem

ser captados por esse rádio?

9) (484) Três ondas A, B e C, percorrem, num mesmo meio, uma distância de 12 metros em 2

segundos.

O período da onda A, a velocidade da onda B e a amplitude da onda C são, respectivamente:

a) 0,5 s, 6,0 m/s e 1,0 m;

b) 0,5 s, 6,0 m/s e 2,0 m;

c) 2,0 s, 2,0 m/s e 1,0 m;

d) 2,0 s, 2,0 m/s e 2,0 m;

e) 4,0 s, 3,0 m/s e 4,0 m.

10) (484) A figura mostra três fotografias de uma onda, de período T e velocidade v, que se

propaga para a esquerda ao longo de uma corda. As fotos foram tiradas sucessivamente, a

intervalos de tempo regulares de 2,0 segundos, nos instantes t = 0, t =

e t =

. Determine a

velocidade da onda, em cm/s.

11) (484) Uma bola pode se deslocar livremente ao longo de uma haste vertical, fixada no fundo

do mar. Na figura, a curva cheia representa uma onda no instante t = 0 e a curva tracejada a

mesma onda no instante t = 0,2 s. Com a passagem dessa onda, a bola oscila.

3

Nesta situação, o menor valor possível da velocidade da onda e o correspondente período de

oscilação da bola valem:

a) 2,5 m/s e 0,2 s

b) 5,0 m/s e 0,4 s

c) 0,5 m/s e 0,2 s

d) 5,0 m/s e 0,8 s

e) 2,5 m/s e 0,8 s

12) (484) Uma onda se propaga numa corda da esquerda para a direita, com freqüência de 2,0

hertz, como mostrado na figura.

De acordo com a figura e a escala anexa, é correto afirmar que:

a) O período da onda é de 2,0 s;

b) A amplitude da onda é de 20 cm;

c) O comprimento da onda é de 20 cm;

d) A velocidade de propagação da onda é de 80 cm/s.

e) Todos os pontos da corda se movem para a direita.

13) (484) O esquema a seguir apresenta valores de freqüência (f) e comprimento de onda ( de

ondas componentes do trecho visível do espectro eletromagnético.

O quociente

é igual a:

a)

b)

c)

d)

e)

14) (484) Em um forno de microondas, as moléculas de água contidas nos alimentos interagem

com as microondas que as fazem oscilar com a freqüência de 2,40 GHz (2,40 x 109 Hz). Ao

oscilar, as moléculas colidem inelasticamente entre si transformando energia radiante em

calor. Considere um forno de microondas de 1000 W que transforma 50 % da energia

elétrica em calor. Considere a velocidade da luz c= 3,0 x 108 m/s.

a) Determine o comprimento de onda das microondas.

b) Considere que o forno é uma cavidade ressonante, na qual a intensidade das microondas

é nula nas paredes. Determine a distância entre as paredes do forno, na faixa entre 25 e

40 cm, para que a intensidade da radiação seja máxima exatamente em seu centro.

c) Determine o tempo necessário para aquecer meio litro de água de 20ºC para 40ºC. O

calor específico da água é 4000 J/kgºC.

15) (488) Duas cordas de diâmetros diferentes são unidas pelas extremidades. Uma pessoa faz

vibrar a extremidade da corda fina, criando uma onda.

Sabendo que, na corda fina, a velocidade de propagação vale 2,0 m/s e o comprimento de

onda é de 20 cm, e que na corda grossa o comprimento de onda é de 10 cm, calcule:

4

a) A freqüência de oscilação da corda fina;

b) A freqüência de oscilação da corda grossa;

c) A velocidade de propagação da onda na corda grossa.

16) (488) A figura mostra dois pulsos que se propagam numa corda, nas direções e nos sentidos

indicados, no instante t = 0. O meio é conservativo, e a velocidade de cada pulso vale 2

cm/s. Que tipo de interferência ocorrerá no instante t = 4 s?

17) (489) Uma onda na forma de um pulso senoidal tem altura máxima de 2,0 cm e se propaga

para a direita com velocidade de 1,0 x 104 cm/s, num fio esticado e preso a uma parede fixa

(figura 1). No instante considerado inicial, a frente de onda está a 50 cm da parede.

Determine o instante em que a superposição da onda incidente com a refletida tem a forma

mostrada na figura 2, com altura máxima de 4,0 cm.

18) (489) Sabe-se que a velocidade v de propagação de uma onda em uma corda é dada por

, em que F é a tensão na corda e , a densidade linear de massa da corda (massa por

unidade de comprimento). Uma corda grossa tem uma das suas extremidades unida à

extremidade de uma corda fina. A outra extremidade da corda fina está amarrada a uma

árvore. Clara segura a extremidade livre da corda grossa, como mostrado na figura a seguir:

Fazendo oscilar a extremidade da corda quatro vezes por segundo, Clara produz uma onda

que se propaga em direção à corda fina. Na sua brincadeira, ela mantém constante a tensão

na corda. A densidade linear da corda grossa é quatro vezes maior que a da corda fina.

Considere que as duas cordas são muito longas.

Com base nessas informações,

a) Determine a razão entre as freqüências das ondas nas duas cordas. Justifique sua

resposta.

b) Determine a razão entre os comprimentos de onda das ondas nas duas cordas.

5

19) (489) Dois pulsos praticamente iguais estão se propagando numa corda elástica AB, com

velocidade de propagação 2,0 cm/s. A extremidade A é livre e nela os pulsos se originam,

enquanto a extremidade B é fixa. Considere que a posição dos pulsos no esquema 1

corresponde ao instante t = 0.

O esquema 2 também representa a corda elástica AB em outro instante diferente de t = 0.

O instante representado no esquema 2 é, em segundos,

a) t = 3,0

b) t = 2,5

c) t = 2,0

d) t = 1,5

e) t = 1,0

20) (489) Uma onda transversal propaga-se com velocidade de 5,0 m/s em uma corda 1, que se

encontra ligada à corda 2, conforme a figura.

Sabendo-se que a velocidade de propagação da onda na corda 2 é igual a 80,0 m/s, o

comprimento de onda, nessa corda, será igual, em metros, a

a) 1,5

b) 5,0

c) 6,0

d) 8,0

e) 12,0

21) Quais os fenômenos ondulatórios responsáveis pela formação da onda estacionária?

22) (490) O gráfico abaixo representa o comportamento de determinada grandeza física em

função do tempo (em segundos).

A partir da interpretação do gráfico, julgue os itens.

I) A amplitude é constante ao longo do tempo, já que há uma oscilação e meia a cada

20 s.

II) A freqüência de oscilação é constante e igual a 0,1 Hz.

III) Um fenômeno físico que pode ser representado pelo gráfico é a posição de um corpo

preso a uma mola cujo movimento está sujeito ao atrito.

IV) O gráfico pode representar um fenômeno cíclico onde há perda de energia.

6

23) (491) O eletrocardiograma de uma pessoa apresenta-se em um papel, conforme mostrado na

figura abaixo, em que cada pico representa uma pulsação forte do coração. No eixo

horizontal da folha onde o eletrocardiograma foi anotado, cada centímetro do papel

representa 0,2 segundo.

Considerando os resultados do eletrocardiograma, assinale a alternativa correta.

a) O batimento cardíaco da pessoa no momento do exame era de 75 batidas/minuto.

b) O período de pulsação da pessoa no momento do exame era de 4 s.

c) A freqüência de batimento cardíaco da pessoa era de 0,8 Hz no momento do exame.

d) A máxima amplitude do batimento cardíaco correspondia aproximadamente a 10 cm na

escala vertical.

24) (490) Do alto do prédio onde mora, Anita observou que o caminhão tanque, que irriga

canteiros em algumas avenidas em Natal, deixava no asfalto um rastro de água enquanto se

deslocava, conforme representado na figura abaixo. Tal rastro era devido ao vazamento de

uma mangueira que estava oscilando, pendurada na parte traseira do caminhão.

Considerando-se que a freqüência dessa oscilação é constante no trecho mostrado na figura

acima, pode-se afirmar que a velocidade do caminhão

a) permanece constante e o “comprimento de onda” resultante da oscilação da mangueira

está aumentando.

b) está aumentando e o período de oscilação da mangueira permanece constante.

c) permanece constante e o “comprimento de onda” resultante da oscilação da mangueira

está diminuindo.

d) está diminuindo e o período de oscilação da mangueira permanece constante.

25) (490) A radiação eletromagnética que nossos olhos podem detectar é chamada de radiação

visível e é formada por ondas eletromagnéticas de comprimentos de onda . A tabela abaixo

associa as faixas de comprimentos de ondas com as cores. Adote: c = 3 x 108 m/s.

Uma onda eletromagnética de período 2 x 10-15

segundos tem o comprimento de onda na

faixa da cor

a) vermelha.

b) laranja.

c) amarela.

d) verde.

e) azul.

7

26) (490) Um sonar é um dispositivo que emite ondas sonoras e utiliza seu eco para localizar

objetos. Suponha que um sonar emita ondas na freqüência de 40 kH

a)

b)

27)

a)

b)

28)

a)

b)

29)

30)

a)

b)

31)