ONDAS ListaUnica Pinguim06

Ondulatória – Lista única - Pingüim pag.1

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1. (Fuvest 2005) O som produzido por um determinado instrumento musical, longe da fonte, pode ser representado por uma onda complexa S, descrita como uma sobreposição de ondas senoidais de pressão, conforme a figura 1. Nela, está representada a variação da pressão P em função da posição, num determinado instante, estando as três componentes de S identificadas por A, B e C. a) Determine os comprimentos de onda, em metros, de cada uma das componentes A, B e C, preenchendo o quadro na figura 2. b) Determine o comprimento de onda —³ , em metros, da onda S. c) Represente, no gráfico, conforme a figura 3, as intensidades das componentes A e C. Nesse mesmo gráfico, a intensidade da componente B já está representada, em unidades arbitrárias. NOTE E ADOTE: u.a. = unidade arbitrária Velocidade do som ¸ 340 m/s A intensidade I de uma onda senoidal é proporcional ao quadrado da amplitude de sua onda de pressão. A freqüência f³ corresponde à componente que tem menor freqüência.

2. (Ufpe 2006) Uma onda transversal propaga-se em um fio de densidade d=10 g/m. O fio está submetido a uma tração F = 16 N. Verifica-se que a menor distância entre duas cristas da onda é igual a 4,0 m. Calcule a freqüência desta onda, em Hz. 3. (Unicamp 2005) Uma antena de transmissão de telefonia celular situa-se no topo de uma torre de 15m de altura. A freqüência de transmissão é igual a 900 MHz, e a intensidade da radiação emitida varia com a distância em relação à antena, conforme o gráfico a seguir.

a) Qual a intensidade da radiação em um aparelho de telefone celular que está posicionado na base da torre da antena? b) O limite de segurança para a radiação eletromagnética nessa faixa de freqüências é de aproximadamente 1 mW/cm£. Qual a distância mínima que uma pessoa pode ficar dessa antena sem ultrapassar o limite de segurança? 4. (Ufpe 2005) As curvas A e B representam duas fotografias sucessivas de uma onda transversal que se propaga numa corda. O intervalo entre as fotografias é de 0,008 s e é menor do que o período da onda. Calcule a velocidade de propagação da onda na corda, em m/s.

5. (Ufpe 2006) Uma onda transversal de freqüência f = 10 Hz propaga-se em um fio de massa m = 40 g e comprimento L = 4,0 m. O fio esta submetido a uma tração F = 36 N. Calcule o comprimento de onda —, em metros. 6. (Unicamp 2005) O sistema GPS ("Global Positioning System") consiste em um conjunto de satélites em órbita em torno da Terra que transmitem sinais eletromagnéticos para receptores na superfície terrestre. A velocidade de propagação dos sinais é de 300.000 km/s. Para que o sistema funcione bem, a absorção atmosférica desse sinal eletromagnético deve ser pequena. A figura a seguir mostra a porcentagem de radiação eletromagnética absorvida pela atmosfera em função do comprimento de onda.

ExercExercExercExercícios de Fícios de Fícios de Fícios de Físicaísicaísicaísica O n d u l a t ó r i a

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a) A freqüência do sinal GPS é igual a 1.500 MHz. Qual o comprimento de onda correspondente? Qual a porcentagem de absorção do sinal pela atmosfera? b) Uma das aplicações mais importantes do sistema GPS é a determinação da posição de um certo receptor na Terra. Essa determinação é feita através da medida do tempo que o sinal leva para ir do satélite até o receptor. Qual é a variação Ðt na medida do tempo feita pelo receptor que corresponde a uma variação na distância satélite-receptor de Ðx = 100m? Considere que a trajetória do sinal seja retilínea. 7. (Unicamp 2006) Ondas são fenômenos nos quais há transporte de energia sem que seja necessário o transporte de massa. Um exemplo particularmente extremo são os "tsunamis", ondas que se formam no oceano, como conseqüência, por exemplo, de terremotos submarinos. a) Se, na região de formação, o comprimento de onda de um"tsunami" é de 150 km e sua velocidade é de 200 m/s, qual é o período da onda? b) A velocidade de propagação da onda é dada por v = Ë(gh) , onde h é a profundidade local do oceano e g é a aceleração da gravidade. Qual é a velocidade numa região próxima à costa, onde a profundidade é de 6,4 m? c) Sendo A a amplitude (altura) da onda e supondo-se que a energia do "tsunami" se conserva, o produto vA£ mantém-se constante durante a propagação. Se a amplitude da onda na região de formação for de 1,0 m, qual será a amplitude perto da costa, onde a profundidade é de 6,4 m? 8. (Ufrj) Uma corda de comprimento L está horizontalmente esticada e presa nas extremidades A e B. Uma pequena deformação transversal é feita no centro da corda e esta é abandonada a partir do repouso. A deformação inicial divide-se então em dois pulsos de forma idêntica que viajam em sentidos opostos, como ilustra a figura a seguir. A velocidade de propagação dos pulsos transversais na corda é V.

Calcule o tempo mínimo decorrido até o instante em que os dois pulsos se superpõem, reproduzindo a deformação

inicial. 9. (Ufrj 2005) 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 × 10¥ 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. 10. (Ita) Uma onda acústica plana de 6,0 kHz, propagando-se no ar a uma velocidade de 340 m/s, atinge uma película plana com um ângulo de incidência de 60°. Suponha que a película separa o ar de uma região que contém o gás CO‚, no qual a velocidade de propagação do som é de 280 m/s. Calcule o valor aproximado do ângulo de refração e indique o valor da freqüência do som no CO‚. 11. (Ufc 2006) A figura a seguir mostra frentes de onda passando de um meio 1 para um meio 2. A velocidade da onda no meio 1 é v[= 200,0 m/s, e a distância entre duas frentes de ondas consecutivas é de 4,0 cm no meio 1.

Considere sen š[= 0,8 e sen š‚ = 0,5 e determine: a) os valores das freqüências f[, no meio 1, e f‚, no meio 2. b) a velocidade da onda no meio 2. c) a distância d entre duas frentes de ondas consecutivas no meio 2. d) o índice de refração n‚, do meio 2.

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12. (Ufg 2005) Um feixe estreito de luz monocromática, propagando-se inicialmente no ar, penetra em um meio transparente, formando ângulos de 60° e 30° com a normal, como ilustrado na figura a seguir.

Dados: Índice de refração do ar = 1,00 Velocidade da luz no ar = 3 × 10© m/s Comprimento de onda da luz no ar = 633 nm Calcule o comprimento de onda da luz no novo meio. 13. (Ufg 2006) Na experiência de ressonância em cordas representada na figura, dois fios de densidades diferentes estão tensionados, através de roldanas ideais, por um bloco que pende deles dois. As extremidades esquerdas de ambos estão ligadas a uma fonte que produz pequenas vibrações com freqüência conhecida. A distância entre a fonte e as roldanas é Ø. Verifica-se que, quando a freqüência da fonte atinge o valor f, ambos os fios entram em ressonância, o mais denso no terceiro harmônico e o outro, na freqüência fundamental. Dados: v = Ë(T/˜) - velocidade da onda na corda; g - aceleração da gravidade

Conhecendo a densidade linear de massa ˜[ do fio mais denso, determine: a) a densidade linear de massa do outro fio; b) a massa do bloco responsável pela tensão T em cada corda. 14. (Ufrn 2005) Afinar a corda de um instrumento musical é ajustar a tensão dessa corda até que a freqüência de seu modo fundamental de vibração coincida com uma freqüência predeterminada. Uma forma usual de se afinar um violão consiste em afinar uma das últimas cordas (valendo-se de memória musical ou da comparação com algum som padrão, obtido por meio de um diapasão, piano, flauta, etc.) e usar tal corda para afinar as outras que ficam abaixo dela. (A figura seguinte ilustra em detalhe o braço de um violão).

Flavita, acostumada a afinar seu violão, afina inicialmente a corda número 5. Assim, para afinar a corda número 4, ela pressiona a corda 5 entre o quarto e o quinto traste, percute-a, observa se a corda 4 vibra e o quão intensamente vibra em conseqüência desse procedimento. Flavita vai ajustando a tensão na corda 4 e repetindo tal procedimento até que ela vibre com a maior amplitude possível. Quando isso ocorre, essa corda está afinada. Com base no que foi exposto no enunciado, atenda às solicitações seguintes. a) Dê o nome do fenômeno físico que fundamenta esse processo de afinação do violão. b) Com base em seus conhecimentos de acústica, explique como esse fenômeno ocorre no processo de afinação do violão. 15. (Unifesp 2005) A figura representa uma configuração de ondas estacionárias produzida num laboratório didático com uma fonte oscilante.

a) Sendo d = 12 cm a distância entre dois nós sucessivos, qual o comprimento de onda da onda que se propaga no fio? b) O conjunto P de cargas que traciona o fio tem massa m = 180 g. Sabe-se que a densidade linear do fio é ˜ = 5,0 × 10−¥ kg/m. Determine a freqüência de oscilação da fonte. Dados: velocidade de propagação de uma onda numa corda: v = Ë(F/˜); g - 10m/s£. 16. (Ita) Uma flauta doce, de 33 cm de comprimento, à temperatura ambiente de 0°C, emite sua nota mais grave numa freqüência de 251 Hz. Verifica-se experimentalmente que a velocidade do som no ar aumenta de 0,60 m/s para cada 1°C de elevação da temperatura. Calcule qual deveria ser o comprimento da flauta a 30 °C para que ela emitisse a mesma freqüência de 251 Hz.

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17. (Uerj 2004) A pressão no ouvido interno de uma pessoa, no início de uma viagem subindo uma montanha, é igual a 1,010 x 10¦ Pa. Admita que essa pressão não varie durante a viagem e que a pressão atmosférica no topo da montanha seja igual a 0,998 x 10¦ Pa. Considere o tímpano como uma membrana circular com raio 0,4 cm e o canal auditivo como um tubo cilíndrico de 2,8 cm de comprimento, aberto em uma extremidade e fechado, na outra, pelo tímpano. Em relação ao instante de chegada dessa pessoa ao topo da montanha, quando ainda não foi alcançado novo equilíbrio entre a pressão interna do ouvido e a pressão externa, calcule: a) a força resultante em cada tímpano; b) a freqüência fundamental do som no interior do canal auditivo. 18. (Uerj 2006) O som do apito do transatlântico é produzido por um tubo aberto de comprimento L igual a 7,0 m. Considere que o som no interior desse tubo propaga-se à velocidade de 340 m/s e que as ondas estacionárias produzidas no tubo, quando o apito é acionado, têm a forma representada pela figura a seguir.

a) Determine a freqüência de vibração das ondas sonoras no interior do tubo. b) Admita que o navio se afaste perpendicularmente ao cais do porto onde esteve ancorado, com velocidade constante e igual a 10 nós. Calcule o tempo que as ondas sonoras levam para atingir esse porto quando o tubo do apito se encontra a 9.045 m de distância. Dado: 1 nó = 0,5 m/s 19. (Unifesp 2006) Quando colocamos uma concha junto ao ouvido, ouvimos um "ruído de mar", como muita gente diz, talvez imaginando que a concha pudesse ser um gravador natural. Na verdade, esse som é produzido por qualquer cavidade colocada junto ao ouvido - a nossa própria mão em forma de concha ou um canudo, por exemplo. a) Qual a verdadeira origem desse som? Justifique. b) Se a cavidade for um canudo de 0,30 m aberto nas duas extremidades, qual a freqüência predominante desse som? Dados: velocidade do som no ar: v = 330 m/s; freqüência de ondas estacionárias em um tubo de comprimento Ø, aberto em ambas as extremidades: f = nv/2Ø.

20. (Ita 2004) Dois tubos sonoros A e B emitem sons simultâneos de mesma amplitude, de freqüências fÛ =150Hz e f½ = 155Hz, respectivamente. a) Calcule a freqüência do batimento do som ouvido por um observador que se encontra próximo aos tubos e em repouso em relação aos mesmos. b) Calcule a velocidade que o tubo B deve possuir para eliminar a freqüência do batimento calculada no item a), e especifique o sentido desse movimento em relação ao observador. 21. (Ufc 2006) A figura a seguir mostra frentes de onda sucessivas emitidas por uma fonte puntiforme em movimento, com velocidade v(f) para a direita. Cada frente de onda numerada foi emitida quando a fonte estava na posição identificada pelo mesmo número. A distância percorrida em 0,9 segundos, pela fonte, medida a partir da posição indicada pelo número 1 até a posição indicada pelo número 8, é de 9,0 m, e a velocidade da onda é de 20,0 m/s.

Determine: a) a velocidade v(f) da fonte. b) o comprimento de onda medido pelo observador A. c) a freqüência medida pelo observador B. d) a freqüência da fonte. 22. (Ufpe 2006) Dois feixes ópticos, de comprimento de onda 500 nm, estão em fase ao atingirem as faces dos blocos de vidro, localizadas em x = 0 (veja a figura). Os blocos, de espessuras L[ = 4,0 mm e L‚ = 2,0 mm, têm índices de refração n[ = 1,5 e n‚ = 2,0, respectivamente. Qual será a diferença de fase, em graus, entre as duas ondas na posição x = 4,0 mm?

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23. (Ufrj 2004) A figura 1 retrata, em um dado instante, uma corda na qual se propagam, em sentidos opostos, dois pulsos transversais de mesma forma, um invertido em relação ao outro. A figura 2 mostra a mesma corda no instante em que a superposição dos pulsos faz com que a corda esteja na horizontal. Estão marcados dois pontos da corda: A e B.

Tendo em conta o eixo transversal orientado representado na figura, cujo sentido positivo é de baixo para cima, verifique se as velocidades escalares dos pontos A e B são positivas, negativas ou nulas. Justifique sua resposta. 24. (Unesp 2006) Duas fontes, F[ e F‚, estão emitindo sons de mesma freqüência. Elas estão posicionadas conforme ilustrado na figura, onde se apresenta um reticulado cuja unidade de comprimento é dada por u = 6,0 m.

No ponto P ocorre interferência construtiva entre as ondas e é um ponto onde ocorre um máximo de intensidade. Considerando que a velocidade do som no ar é 340 m/s e que as ondas são emitidas sempre em fase pelas fontes F[ e F‚ , calcule a) o maior comprimento de onda dentre os que interferem construtivamente em P. b) as duas menores freqüências para as quais ocorre interferência construtiva em P.

25. (Unesp) Uma onda plana de freqüência f=20Hz, propagando-se com velocidade v[=340 m/s no meio 1, refrata-se ao incidir na superfície de separação entre o meio 1 e o meio 2, como indicado na figura.

Sabendo-se que as frentes de onda plana incidente e refratada formam, com a superfície de separação, ângulos de 30° e 45° respectivamente, determine, utilizando a tabela acima a) a velocidade v‚ da onda refratada no meio 2. b) o comprimento de onda —‚ da onda refratada no meio 2. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO (Puccamp 2005) Na escuridão, morcegos navegam e procuram suas presas emitindo ondas de ultra-som e depois detectando as suas reflexões. Estas são ondas sonoras com freqüências maiores do que as que podem ser ouvidas por um ser humano. Depois de o som ser emitido através das narinas do morcego, ele poderia se refletir em uma mariposa, e então retornar aos ouvidos do morcego. Os movimentos do morcego e da mariposa em relação ao ar fazem com que a freqüência ouvida pelo morcego seja diferente da freqüência que ele emite. O morcego automaticamente traduz esta diferença em uma velocidade relativa entre ele e a mariposa. Algumas mariposas conseguem escapar da captura voando para longe da direção em que elas ouvem ondas ultra-sônicas, o que reduz a diferença de freqüência entre o que o morcego emite e o que escuta, fazendo com que o morcego possivelmente não perceba o eco. (Halliday, Resnick e Walker, "Fundamentos de Física", v. 2, 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. p. 131) 26. Tanto o morcego quanto a mariposa parecem conhecer a física, ou seja, conhecem a natureza. O fenômeno relacionado ao texto é a) o efeito Doppler. b) a onda de choque. c) o cone de Mach. d) a propagação retilínea do som. e) a redução do nível sonoro.

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27. (Pucpr 2005) Numa noite, da janela de um apartamento situado no 9Ž andar de um edifício, Mário observa o clarão de um relâmpago e após alguns segundos ouve o ruído do trovão correspondente a essa descarga. A explicação mais aceitável para o fato é: a) a emissão do sinal sonoro é mais demorada que a emissão do sinal luminoso. b) o sentido da audição de Mário é mais precário que o da visão. c) o sinal sonoro propaga-se no espaço com menor velocidade que o sinal luminoso. d) o sinal sonoro, por ser onda mecânica, é bloqueado pelas moléculas de ar. e) a trajetória seguida pelo sinal sonoro é mais longa que a do sinal luminoso. 28. (Pucsp 2005) Em dezembro de 2004 um terremoto no fundo do oceano, próximo à costa oeste da ilha de Sumatra, foi a perturbação necessária para a geração de uma onda gigante, uma "tsunami". A onda arrasou várias ilhas e localidades costeiras na Índia, no Sri Lanka, na Indonésia, na Malásia, na Tailândia, dentre outras. Uma "tsunami" de comprimento de onda 150 quilômetros pode se deslocar com velocidade de 750 km/h. Quando a profundidade das águas é grande, a amplitude da onda não atinge mais do que 1 metro, de maneira que um barco nessa região praticamente não percebe a passagem da onda. Quanto tempo demora para um comprimento de onda dessa "tsunami" passar pelo barco? a) 0,5 min b) 2 min c) 12 min d) 30 min e) 60 min 29. (Ufg 2006) O gráfico do movimento de subida e descida de uma rolha, na superfície de um lago ondulado, é mostrado na figura a seguir, em que y é a altura da rolha em relação ao nível da água parada e t é o tempo transcorrido.

Se a rolha leva 1,0 s para sair do nível zero e atingir, pela primeira vez, a altura máxima, a freqüência do movimento é igual a a) 0,125 Hz b) 0,25 Hz c) 0,50 Hz d) 1,0 Hz e) 4,0 Hz

30. (Ufmg 2006) Enquanto brinca, Gabriela produz uma onda transversal em uma corda esticada. Em certo instante, parte dessa corda tem a forma mostrada na figura a seguir. A direção de propagação da onda na corda também está indicada na figura. Assinale a alternativa em que estão representados CORRETAMENTE a direção e o sentido do deslocamento do ponto P da corda, no instante mostrado.

31. (Ufpe 2005) O intervalo de freqüências do som audível é de 20 Hz a 20 kHz. Considerando que a velocidade do som no ar é aproximadamente 340 m/s, determine o intervalo correspondente de comprimentos de onda sonora no ar, em m. a) 2,5 x 10−¤ a 2,5 b) 5,8 x 10−¤ a 5,8 c) 8,5 x 10−¤ a 8,5 d) 17 x 10−¤ a 17 e) 37 x 10−¤ a 37 32. (Ufrn 2005) Do alto do prédio onde mora, Anita observou que o caminhão tanque, que irriga canteiros em algumas avenidas em Natal, deixava no asfalto, enquanto se deslocava, um rastro de água, conforme representado na figura a seguir. Tal rastro era devido ao vazamento de uma mangueira que oscilava, pendurada na parte traseira do caminhão.

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

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permanece constante. 33. (Fuvest 2005) Um grande aquário, com paredes laterais de vidro, permite visualizar, na superfície da água, uma onda que se propaga. A figura representa o perfil de tal onda no instante T³. Durante sua passagem, uma bóia, em dada posição, oscila para cima e para baixo e seu deslocamento vertical (y), em função do tempo, está representado no gráfico.

Com essas informações, é possível concluir que a onda se propaga com uma velocidade, aproximadamente, de a) 2,0 m/s b) 2,5 m/s c) 5,0 m/s d) 10 m/s e) 20 m/s 34. (Puc-rio 2005) Um aparelho eletrônico emite uma onda eletromagnética de freqüência f = 900 MHz. A velocidade da onda é a mesma da luz, ou seja, c=3,0×10©m/s. O comprimento de onda vale: a) 140 mm b) 33 cm c) 140 cm d) 33 m e) 140 m 35. (Puccamp 2005) A cor do mar e do céu é azul porque o ar atmosférico difunde principalmente a componente azul da luz solar. O comprimento de onda de certa cor azul é 4,5 . 10−¨ m e ela se propaga no ar com velocidade de 3,0 . 10© m/s. A freqüência dessa radiação é, em hertz, a) 6,7 . 10¢¥ b) 3,3 . 10¢¥ c) 1,5 . 10¢¥ d) 7,5 . 10¢¤ e) 2,3 . 10¢¤ 36. (Ufes) A perturbação senoidal, representada na figura no instante t=0, propaga-se da esquerda para a direita em uma corda presa rigidamente uma sua extremidade direita. A velocidade de propagação da perturbação é de 3m/s e não há dissipação de energia nesse processo.

Assinale a alternativa contendo a figura que melhor representa a perturbação após 1s.

37. (Fgv 2005) A tabela 1 associa valores de comprimento de onda em um meio menos refringente (o ar) e do índice de refração em um meio mais refringente (o vidro) para algumas cores do espectro. Desejando-se ampliar a tabela (ver tabela 2), serão anexadas mais três colunas:

Os valores registrados para as colunas 3, 4 e 5, obedecendo à ordem de cima para baixo, serão números respectivamente a) decrescentes, decrescentes e crescentes. b) decrescentes, crescentes e crescentes. c) decrescentes, decrescentes e decrescentes. d) crescentes, crescentes e crescentes. e) crescentes, crescentes e decrescentes. 38. (Pucrs 2004) A velocidade de uma onda sonora no ar é 340m/s, e seu comprimento de onda é 0,340m. Passando para outro meio, onde a velocidade do som é o dobro (680m/s), os valores da freqüência e do comprimento de onda no novo meio serão, respectivamente, a) 400Hz e 0,340m b) 500Hz e 0,340m c) 1000Hz e 0,680m d) 1200Hz e 0,680m e) 1360Hz e 1,360m

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39. (Ufmg 2006) Rafael e Joana observam que, após atravessar um aquário cheio de água, um feixe de luz do Sol se decompõe em várias cores, que são vistas num anteparo que intercepta o feixe. Tentando explicar esse fenômeno, cada um deles faz uma afirmativa: - Rafael: "Isso acontece porque, ao atravessar o aquário, a freqüência da luz é alterada." - Joana: "Isso acontece porque, na água, a velocidade da luz depende da freqüência." Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a) ambas as afirmativas estão certas. b) apenas a afirmativa de Rafael está certa. c) ambas as afirmativas estão erradas. d) apenas a afirmativa de Joana está certa. 40. (Ita 2005) São de 100 Hz e 125 Hz, respectivamente, as freqüências de duas harmônicas adjacentes de uma onda estacionária no trecho horizontal de um cabo esticado, de comprimento Ø = 2 m e densidade linear de massa igual a 10 g/m (veja figura).

Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s£, a massa do bloco suspenso deve ser de a) 10 kg b) 16 kg c) 60 kg d) 10£ kg e) 10¥ kg 41. (Pucpr 2005) Numa certa guitarra, o comprimento das cordas (entre suas extremidades fixas) é de 0,6 m. Ao ser dedilhada, uma das cordas emite um som de freqüência fundamental igual a 220 Hz. Marque a proposição verdadeira:a) Se somente a tensão aplicada na corda for alterada, a freqüência fundamental não se altera.b) A distância entre dois nós consecutivos é igual ao comprimento de onda.c) O comprimento de onda do primeiro harmônico é de 0,6 m.d) A velocidade das ondas transversais na corda é de 264 m/s.e) As ondas que se formam na corda não são ondas estacionárias.

42. (Ufscar 2005) Com o carro parado no congestionamento sobre o centro de um viaduto, um motorista pôde constatar que a estrutura deste estava oscilando intensa e uniformemente. Curioso, pôs-se a contar o número de oscilações que estavam ocorrendo. Conseguiu contar 75 sobes e desces da estrutura no tempo de meio minuto, quando teve que abandonar a contagem devido ao reinício lento do fluxo de carros.

Mesmo em movimento, observou que conforme percorria lentamente a outra metade a ser transposta do viaduto, a amplitude das oscilações que havia inicialmente percebido gradativamente diminuía, embora mantida a mesma relação com o tempo, até finalmente cessar na chegada em solo firme. Levando em conta essa medição, pode-se concluir que a próxima forma estacionária de oscilação desse viaduto deve ocorrer para a freqüência, em Hz, de a) 15,0. b) 9,0. c) 7,5. d) 5,0. e) 2,5. 43. (Ufu 2004) Uma corda de um violão emite uma freqüência fundamental de 440,0 Hz ao vibrar livremente, quando tocada na região da boca, como mostra Figura 1.Pressiona-se então a corda a L/3 de distância da pestana, como mostra Figura 2.

A freqüência fundamental emitida pela corda pressionada, quando tocada na região da boca, será de: a) 660,0 Hz. b) 146,6 Hz. c) 880,0 Hz. d) 293,3 Hz. 44. (Ita 2004) Um tubo sonoro de comprimento Ø, fechado numa das extremidades, entra em ressonância, no seu modo fundamental, com o som emitido por um fio, fixado nos extremos, que também vibra no modo fundamental. Sendo L o comprimento do fio, m sua massa e c, a velocidade do som no ar, pode-se afirmar que a tensão submetida ao fio é dada por: a) (c/2L)£ mØ. b) (c/2Ø)£ mL. c) (c/Ø)£ mL. d) (c/Ø)£ mØ. e) n.d.a. 45. (Pucpr) Instrumentos musicais de sopro, como saxofone, oboé e clarinete, empregam a idéia de onda sonora estacionária em tubos, pois são emitidas ondas


sonoras de grande amplitude para as freqüências de ressonância, ou harmônicos correspondentes.Sobre este assunto, indique a alternativa INCORRETA: a) O harmônico fundamental num tubo sonoro aberto em ambas as extremidades tem um nó e um ventre. b) A extremidade fechada de um tubo sonoro fechado sempre corresponde a um nó. c) O comprimento de onda do harmônico fundamental num tubo fechado é igual ao quádruplo do comprimento do tubo. d) Em tubos abertos, todos os harmônicos podem existir; já em tubos fechados, apenas os harmônicos ímpares existem. e) Para um tubo fechado, a freqüência do segundo harmônico é maior do que a do primeiro harmônico. 46. (Pucrs 2005) Para a percepção inteligível de dois sons consecutivos, o intervalo de tempo entre os mesmos deve ser igual ou maior que 0,100s. Portanto, num local onde a velocidade de propagação do som no ar é de 350m/s, para que ocorra eco, a distância mínima entre uma pessoa gritando seu nome na direção de uma parede alta e a referida parede deve ser de a) 17,5m b) 35,0m c) 175m d) 350m e) 700m 47. (Pucsp 2006) Observe na tabela a velocidade do som ao se propagar por diferentes meios.

Suponha uma onda sonora propagando-se no ar com freqüência de 300 Hz que, na seqüência, penetre em um desses meios. Com base nisso, analise as seguintes afirmações: I - Ao passar do ar para a água, o período da onda sonora diminuirá. II - Ao passar do ar para a água, a freqüência da onda aumentará na mesma proporção do aumento de sua velocidade. III - O comprimento da onda sonora propagando-se no ar será menor do que quando ela se propagar por qualquer um dos outros meios apresentados na tabela. Somente está correto o que se lê em a) I b) II c) III d) I e II e) II e III

48. (Ueg 2005) O mundo parou diante da fúria da natureza. Em 2004, mais de 168 mil pessoas (número divulgado em janeiro de 2005) morreram depois que um violento tremor sob o mar perto do norte da Indonésia enviou enormes ondas (tsunamis) para as regiões costeiras do sul e sudeste da Ásia. Os tsunamis são um tipo especial de onda oceânica, gerada por distúrbios sísmicos. São ondas gigantescas com alto poder destrutivo quando chegam na região costeira. São causadas por terremoto, deslizamento de terras ou vulcão submarino em atividade. Normalmente, têm um comprimento de onda que varia de 130 a 160 quilômetros, podendo atingir até 1000 quilômetros, e deslocam-se em velocidades que podem chegar a 480 nós (aproximadamente 890 km/h). Em águas profundas, sua altura não atinge mais que um metro, não sendo portanto percebidas devido ao seu grande comprimento. "ÉPOCA", São Paulo, 3 jan 2005, Ed. 346, p. 68-69 [Adaptado]. Com base na leitura do texto e em seus conhecimentos de física, indique a alternativa INCORRETA: a) A velocidade de 1,0 (um) nó equivale a aproximadamente 0,5 m/s. b) Ondas formadas no mar são bons exemplos de ondas mecânicas. c) Ondas formadas no mar são bons exemplos de ondas longitudinais bidimensionais. d) Um surfista fanático de 70 kg de massa, "pegando um tsunami" de 10 m de altura e deslocando-se a uma velocidade de 10 nós, terá uma energia cinética de aproximadamente 875 joules. e) Uma onda transfere energia de um ponto a outro, sem o transporte de matéria entre os pontos. 49. (Uel)

O radar (Radio Detection and Ranging) é empregado de várias formas. Ora está presente, por exemplo, em complexas redes de defesa aérea, destinado ao controle de disparo de armas, ora é usado como altímetro. Seu princípio de funcionamento baseia-se na emissão de ondas eletromagnéticas, na reflexão pelo objeto a ser detectado e na posterior recepção da onda emitida. Sobre

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o radar no sólo, mostrado na figura, é correto afirmar:a) A freqüência da onda refletida pelos aviões que voam de Israel para o Iraque é maior que a freqüência da onda emitida pelo radar, pois esses aviões, ao refletirem as ondas, são fontes que se afastam do radar.b) A freqüência da onda refletida pelos aviões que voam de Israel para o Iraque é menor que a freqüência da onda emitida pelo radar, pois esses aviões, ao refletirem as ondas, são fontes que se afastam do radar.c) O radar identifica os aviões que saem do Iraque para atacar Israel porque a freqüência da onda refletida por eles é menor que a emitida pelo radar que os detectou.d) O radar não detecta o míssil Scud, pois este é lançado com velocidade maior que a faixa de freqüência em que aquele opera.e) A freqüência de operação do radar tem que estar ajustada à velocidade de lançamento do míssil; por isso o radar opera na faixa de Mach 8 - 10. 50. (Uel 2005) Uma alternativa para reduzir o consumo de energia elétrica, sem prejudicar o conforto do consumidor, é a troca de lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes. Isto se deve ao fato de que as lâmpadas fluorescentes são chamadas também de lâmpadas frias, emitindo luz com comprimentos de onda específicos na região espectral da luz visível, enquanto que as lâmpadas incandescentes emitem um espectro largo e contínuo, que atinge comprimentos de onda bem acima dos da luz visível. Considerando o exposto, é correto afirmar que as lâmpadas incandescentes consomem mais energia produzindo a mesma quantidade de luz visível que uma fluorescente porque emitem: a) Muita radiação infravermelha. b) Muita radiação beta. c) Muita radiação azul. d) Muita radiação ultravioleta. e) Muita radiação gama. 51. (Ufpr 2004) Com relação aos fenômenos ondulatórios observados na natureza, é correto afirmar: (01) Ondas mecânicas necessitam de um meio material para se propagarem. (02) Em uma onda estacionária, a distância entre ventres consecutivos é igual a um comprimento de onda. (04) O efeito Doppler consiste na variação da freqüência das ondas percebidas por um observador, devido ao movimento relativo entre este e a fonte geradora das ondas. (08) Em um tubo aberto, só podemos estabelecer harmônicos pares da freqüência fundamental. (16) A interferência que determina a formação de um nó é denominada interferência destrutiva. Soma ( )

52. (Ufrn 2005) Enquanto a nave Enterprise viajava pelo espaço interestelar, foi danificado o sistema de determinação automática da sua velocidade. O capitão Picard decidiu estimar tal velocidade em relação à estrela Vega, da constelação de Lira, através de medidas do espectro do hidrogênio emitido pela estrela. A seguir, estão reproduzidas duas séries de freqüências registradas pelo espectrômetro da nave: as emitidas por átomos de hidrogênio no laboratório da nave e aquelas emitidas pelas mesmas transições atômicas do hidrogênio na superfície da estrela.

O princípio físico que fundamenta essa determinação de velocidade é a) o efeito Doppler da luz, que mostra que a Enterprise está se aproximando de Vega. b) o efeito de dispersão da luz, que mostra que a Enterprise está se afastando de Vega. c) o efeito Doppler da luz, que mostra que a Enterprise está se afastando de Vega. d) o efeito de dispersão da luz, que mostra que a Enterprise está se aproximando de Vega. 53. (Ufrs 2004) Considere as seguintes afirmações sobre emissão de ondas eletromagnéticas.I - Ela ocorre na transmissão de sinais pelas antenas das estações de rádio, de televisão e de telefonia.II - Ela ocorre em corpos cuja temperatura é muito alta, como o Sol, o ferro em estado líquido e os filamentos de lâmpadas incandescentes.III - Ela ocorre nos corpos que se encontram à temperatura ambiente.Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 54. (Ufrs 2004) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que elas aparecem.Os estudos dos aspectos quantitativos referentes aos processos de propagação do calor por condução foram iniciados no século XVIII. No entanto, somente a partir do século XIX foram desenvolvidos estudos sobre a propagação do calor por ........., justamente pelo caráter ondulatório dessa propagação. Isso se explica pelo fato de que, nesse século, várias descobertas foram feitas sobre os fenômenos ondulatórios observados no caso ........., as quais levaram à confirmação da teoria ondulatória de Huygens e ao abandono da teoria corpuscular de Newton. a) radiação - da luz b) convecção - da luz c) condensação - do som d) radiação - do som e) convecção - do som

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55. (Unifesp 2004) Quando adaptado à claridade, o olho humano é mais sensível a certas cores de luz do que a outras. Na figura, é apresentado um gráfico da sensibilidade relativa do olho em função dos comprimentos de onda do espectro visível, dados em nm (1,0 nm = 10−ª m).

Considerando as cores correspondentes aos intervalos de freqüências a seguir Violeta - freqüência (hertz) 6,9 x 10¢¥ a 7,5 x 10¢¥ Azul - freqüência (hertz) 5,7 x 10¢¥ a 6,9 x 10¢¥ Verde - freqüência (hertz) 5,3 x 10¢¥ a 5,7 x 10¢¥ Amarelo - freqüência (hertz) 5,1 x 10¢¥ a 5,3 x 10¢¥ Laranja - freqüência (hertz) 4,8 x 10¢¥ a 5,1 x 10¢¥ Vermelho - freqüência (hertz) 4,3 x 10¢¥ a 4,8 x 10¢¥ assim como o valor de 3,0 x 10© m/s para a velocidade da luz e as informações apresentadas no gráfico, pode-se afirmar que a cor à qual o olho humano é mais sensível é o a) violeta. b) vermelho. c) azul. d) verde. e) amarelo. 56. (Fuvest 2006) Duas hastes, A e B, movendo-se verticalmente, produzem ondas em fase, que se propagam na superfície da água, com mesma freqüência f e período T, conforme a figura 1. No ponto P, ponto médio do segmento AB, uma bóia sente o efeito das duas ondas e se movimenta para cima e para baixo. O gráfico que poderia representar o deslocamento vertical y da bóia, em relação ao nível médio da água, em função do tempo t, é

57. (Ufc 2004) Duas ondas ocupam a mesma região no espaço e têm amplitudes que variam com o tempo, conforme o gráfico a seguir. Assinale a alternativa que contém o gráfico resultante da soma dessas duas ondas.

58. (Ufrn 2005) As fotografias 1 e 2, mostradas a seguir, foram tiradas da mesma cena. A fotografia 1 permite ver, além dos objetos dentro da vitrine, outros objetos que estão fora dela (como, por exemplo, os automóveis), que são vistos devido à luz proveniente destes refletida pelo vidro comum da vitrine. Na fotografia 2, a luz refletida foi eliminada por um filtro polarizador colocado na frente da lente da câmera fotográfica.

Comparando-se as duas fotos, pode-se afirmar que

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a) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine não está polarizada e a luz refletida pelo vidro não está polarizada. b) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine está polarizada e a luz refletida pelo vidro não está polarizada. c) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine não está polarizada e a luz refletida pelo vidro está polarizada. d) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine está polarizada e a luz refletida pelo vidro está polarizada. 59. (Ufsc 2004) A figura representa dois pulsos de onda, inicialmente separados por 6,0 cm, propagando-se em um meio com velocidades iguais a 2,0 cm/s, em sentidos opostos.

Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S): (01) Inicialmente as amplitudes dos pulsos são idênticas e iguais a 2,0 cm. (02) Decorridos 8,0 segundos, os pulsos continuarão com a mesma velocidade e forma de onda, independentemente um do outro. (04) Decorridos 2,0 segundos, haverá sobreposição dos pulsos e a amplitude será nula nesse instante. (08) Decorridos 2,0 segundos, haverá sobreposição dos pulsos e a amplitude será máxima nesse instante e igual a 2,0 cm. (16) Quando os pulsos se encontrarem, haverá interferência de um sobre o outro e não mais haverá propagação dos mesmos. 60. (Unifesp 2004) Duas fontes, FÛ e F½, separadas por uma distância de 3,0 m, emitem, continuamente e em fase, ondas sonoras com comprimentos de onda iguais. Um detector de som é colocado em um ponto P, a uma distância de 4,0 m da fonte FÛ, como ilustrado na figura.

Embora o aparelho detector esteja funcionando bem, o sinal sonoro captado por ele em P, é muito mais fraco do que aquele emitido por uma única fonte. Pode-se dizer que

a) há interferência construtiva no ponto P e o comprimento de onda do som emitido pelas fontes é de 5,0 m. b) há interferência destrutiva no ponto P e o comprimento de onda do som emitido pelas fontes é de 3,0 m. c) há interferência construtiva no ponto P e o comprimento de onda do som emitido pelas fontes é de 4,0 m. d) há interferência construtiva no ponto P e o comprimento de onda do som emitido pelas fontes é de 2,0 m. e) há interferência destrutiva no ponto P e o comprimento de onda do som emitido pelas fontes é de 2,0 m. 61. (Ufg 2005) Um funcionário de um banco surpreende-se ao ver a porta da caixa-forte entreaberta e, mesmo sem poder ver os assaltantes no seu interior, ouve a conversa deles. A escuta é possível graças à combinação dos fenômenos físicos da:a) interferência e reflexão.b) refração e dispersão.c) difração e reflexão.d) interferência e dispersão.e) difração e refração. 62. (Ufmg 2004) O muro de uma casa separa Laila de sua gatinha. Laila ouve o miado da gata, embora não consiga enxergá-la.Nessa situação, Laila pode ouvir, mas não pode ver sua gata, PORQUE a) a onda sonora é uma onda longitudinal e a luz é uma onda transversal. b) a velocidade da onda sonora é menor que a velocidade da luz. c) a freqüência da onda sonora é maior que a freqüência da luz visível. d) o comprimento de onda do som é maior que o comprimento de onda da luz visível. 63. (Unesp 2004) A figura representa esquematicamente as frentes de onda de uma onda reta na superfície da água, propagando-se da região 1 para a região 2. Essas regiões são idênticas e separadas por uma barreira com abertura.

A configuração das frentes de onda observada na região 2, que mostra o que aconteceu com a onda incidente ao passar pela abertura, caracteriza o fenômeno daa) absorção.b) difração.c) dispersão.d) polarização.e) refração.


64. (Fuvest)

Uma onda sonora considerada plana, proveniente de uma sirene em repouso, propaga-se no ar parado, na direção horizontal, com velocidade V igual a 330m/s e comprimento de onda igual a 16,5cm. Na região em que a onda está se propagando, um atleta corre, em uma pista horizontal, com velocidade U igual a 6,60m/s, formando um ângulo de 60° com a direção de propagação da onda. O som que o atleta ouve tem freqüência aproximada de a) 1960 Hz b) 1980 Hz c) 2000 Hz d) 2020 Hz e) 2040 Hz 65. (Ita) Quando em repouso, uma corneta elétrica emite um som de freqüência 512 Hz. Numa experiência acústica, um estudante deixa cair a corneta do alto de um edifício. Qual a distância percorrida pela corneta, durante a queda, até o instante em que o estudante detecta o som na freqüência de 485 Hz? (Despreze a resistência do ar). a) 13,2 m b) 15,2 m c) 16,1 m d) 18,3 m e) 19,3 m 66. (Ita 2005) Uma banda de rock irradia uma certa potência em um nível de intensidade sonora igual a 70 decibéis. Para elevar esse nível a 120 decibéis, a potência irradiada deverá ser elevada de a) 71% b) 171% c) 7.100% d) 9.999.900% e) 10.000.000% 67. (Ueg 2005) A rigor, todo o processo de ultra-sonografia utiliza o eco. São as ondas ultra-sônicas refletidas que mostram como está o feto no ventre da mãe ou detectam falhas internas em estruturas metálicas. No entanto, o equipamento que utiliza o eco na forma mais tradicional, com propagação de ondas sonoras na água, é o sonar. O funcionamento é simples: o navio emite a onda sonora em direção ao fundo do mar e, a partir do eco dessa onda, obtém informações ou mapeia o fundo do mar. O ramo da física que estuda os sons é a acústica. GASPAR. A. "Física. Ondas, ópticas e termologia", São Paulo: Ática, p. 74. Com base em seus conhecimentos no campo da acústica, assinale a alternativa INCORRETA: a) O eco caracteriza-se pela percepção distinta do mesmo som emitido e refletido. b) O tempo em que o som permanece audível no ambiente é denominado de tempo de reverberação. c) A velocidade do som na água é de 340 km/s.

d) O ouvido humano só consegue distinguir dois sons quando o intervalo de tempo entre eles for no mínimo de 0,1 segundo. e) O som tem várias propriedades ondulatórias. 68. (Uel 2005) No século XIX, o trabalho dos fisiologistas Ernest e Gustav Fechner levou à quantificação da relação entre as sensações percebidas pelos sentidos humanos e a intensidades dos estímulos físicos que as produziram. Eles afirmaram que não existe uma relação linear entre elas, mas logarítmica; o aumento da sensação S, produzido por um aumento de um estímulo I, é proporcional ao logaritmo do estímulo, isto é, S - S³ = K log [³ (I/I³), onde S³ é a intensidade auditiva adotada como referência, I³ é a intensidade física adotada como referência associada a S³ e K é uma constante de proporcionalidade. Quando aplicada à intensidade auditiva, ou sonoridade, a unidade de intensidade auditiva S, recebeu o nome de bel (1 decibel = 0,1 bel), em homenagem a Alexander Grahan-Bell, inventor do telefone, situação em que foi assumido que K=1. Com base nesta relação, é correto afirmar que se um som é 1000 vezes mais intenso que a intensidade I³ do menor estímulo perceptível, a diferença de intensidade auditiva destes sons corresponde a: a) 1000 decibéis b) 33,33 decibéis c) 30 decibéis d) 3 decibéis e) 0,3 decibéis 69. (Ufpr 2006) Quando uma pessoa fala, o que de fato ouvimos é o som resultante da superposição de vários sons de freqüências diferentes. Porém, a freqüência do som percebido é igual à do som de menor freqüência emitido. Em 1984, uma pesquisa realizada com uma população de 90 pessoas, na cidade de São Paulo, apresentou os seguintes valores médios para as freqüências mais baixas da voz falada: 100 Hz para homens, 200 Hz para mulheres e 240 Hz para crianças. (TAFNER, Malcon Anderson. "Reconhecimento de palavras faladas isoladas usando redes neurais artificiais". Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Santa Catarina.) Segundo a teoria ondulatória, a intensidade I de uma onda mecânica se propagando num meio elástico é diretamente proporcional ao quadrado de sua freqüência para uma mesma amplitude. Portanto, a razão IF / IM entre a intensidade da voz feminina e a intensidade da voz masculina é: a) 4,00. b) 0,50. c) 2,00. d) 0,25. e) 1,50.

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GGGG aaaa bbbb aaaa rrrr iiii tttt oooo 1. a) —Û= 1,5m; —½ = 0,5m e —Ý = 0,3m b) —³ = 1,5m c) Observe o gráfico a seguir

2. 10 Hz 3. a) 10−¢W/m£ b) 1,5m 4. 25 m/s. 5. — = 6,0 m 6. a) 2,0 × 10−¢ m e fração nula. b) 3,3 × 10−¨s 7. a) = 750s b) V = 8,0 m/s c) A‚ = 5,0m 8. t = 2L/v 9. O instante é t = 6,0 × 10−¤s 10. A situação proposta está esquematizada abaixo.

Lei de Snell: V(Ar) . sen r = V(CO‚) sen i 340 . sen r = 280 . sen 60° ë sen r ¸ 0,71 Portanto: r ¸ 45° A freqüência do som no CO‚ é igual à freqüência do som no ar. Isso ocorre porque, durante o fenõmeno da refração, a freqüência da onda não se altera. Logo: f(CO‚) = f(Ar) = 6,0kHz 11. a) f[ = 50 Hz, f‚ = 50 Hz. b) v‚ = 125 m/s. c) d = 2,5 m. d) n‚ =1,6 n[. 12. — = 365 nm 13. a) ˜‚ = ˜[/ 9 b) M = (8Ø£ f£ ˜[)/ 9g 14. a) RESSONÂNCIA b) I - Todo corpo tem suas freqüências naturais de vibração (modos de vibração). II - Quando o corpo é submetido a estímulos externos periódicos com freqüência igual a uma de suas freqüências naturais, o corpo oscilará com maior amplitude, quando se diz que o mesmo está em ressonância. III - No caso, Flavita ajustava a tensão na corda 4 para deixá-la com as mesmas freqüências naturais das da corda 5, pressionada entre o 4Ž e o 5Ž traste. 15. a) — = 0,24m b) f = 250Hz

16. Lƒ³ ¸ 0,348 m = 34,8 cm 17. a) 0,06 N b) 3036 Hz 18. a) f = 24,3 Hz b) t = 27s 19. a) Múltiplas reflexões de sons do próprio ambiente. b) 550Hz 20. a) 5 Hz b) o tubo B deve afastar-se do observador com velocidade de 10 m/s 21. a) v(f) = 10,0 m/s. b) —Û = 1,125 m. c) f½ = 7,4 Hz. d) f = 11,1 Hz. 22. zero 23. Nulas; pois no instante da interferência destrutiva não há movimento dos pontos participantes. 24. a) 6,0m b) 56,7Hz e 113,3Hz ou 170/3 Hz e 340/3 Hz 25. a) 340Ë2m/s b) 17Ë2m 26. [A] 27. [C] 28. [C] 29. [B] 30. [B] 31. [D] 32. [D] 33. [A] 34. [B] 35. [A] 36. [A] 37. [A] 38. [C] 39. [D] 40. [A] 41. [D] 42. [D] 43. [A] 44. [B] 45. [A] 46. [A] 47. [C] 48. [C] 49. [B] 50. [A] 51. 01 + 04 + 16 = 21 52. [A] 53. [E] 54. [A] 55. [D] 56. [E] 57. [C] 58. [C] 59. 01+02+04=07 60. [E] 61. [C] 62. [D] 63. [B] 64. [B] 65. [D] 66. [D] 67. [C] 68. [C] 69. [A]

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