Física Supermed Prof Antonio MarcosATIVIDADES DE ONDULATÓRIA

1. Uma onda se propaga em uma corda com uma freqüência de 20 Hz e se comporta como se vê no diagrama a seguir:

A esse respeito, analise as afirmativas a seguir:

I) A velocidade de propagação dessa onda é igual a 8 m/s.

II) Se essa onda passar para outra corda, de mesmo material, porém mais grossa, sua freqüência e sua velocidade de propagação diminuirão.

III) A menor distância entre dois pontos dessa corda, que vibram em concordância de fase, vale 0,4 m.

É correto afirmar que:A) apenas as afirmativas I e II são

verdadeiras.B) todas as afirmativas são

verdadeirasC)apenas as afirmativas II e III

são verdadeiras.D)apenas as afirmativas I e III

são verdadeiras.E) apenas a afirmativa I é verdadeira.

2. A figura a seguir representa a trajetória das frentes de ondas luminosas que, vindas do ar, atravessam, sucessivamente, duas placas transparentes, denominadas de “A” e “B”, e emergem no ar.

Com base nessa figura, são dadas as afirmativas a seguir:

I) O índice de refração do material “A” é maior que o do material “B”.

II) A velocidade da luz no meio “B” é maior que no meio “A”.

III) O comprimento de onda da luz quando caminha em “A” é menor do que caminhando em “B”.

IV) O ângulo β é igual a 60o.Assinale:

A) se somente as afirmativas I e II estiverem corretas.

B) se todas as afirmativas estiverem corretas.

C)se somente as afirmativas I, II e III estiverem corretas.

D)se somente as afirmativas I e IV estiverem corretas.

E) se somente as afirmativas II, III e IV estiverem corretas.

3. As características físicas de uma onda sonora são diretamente relacionadas com a percepção desse som por um ouvinte. Das considerações abaixo, são FALSAS

somente:

I) Um som de alta freqüência é grave e um som de pequena freqüência é agudo.

SARTRE SEB

v

2 0 cm 2 0 cm

x

Física Supermed Prof Antonio MarcosII) A intensidade do som é uma propriedade que nosso ouvido percebe e que está relacionada

com a energia (por unidade de tempo) que a onda sonora transfere a ele, sendo tanto maior quanto maior for a amplitude dessa onda sonora.

III) O som é uma onda transversal que se propaga em um meio.

IV) A intensidade sonora depende da amplitude e da freqüência do som, enquanto a altura depende somente da freqüência do som.

V) O decibel é abreviado por Db, e é unidade usada para exprimir o nível da intensidade física do som.

A) I, III, e V.

B) II, III e V.

C) II e IV.

D) II, IV e V.

E) I e V.

4.(FBDC) Considere- se uma fonte, de freqüência igual a 10hz, produzindo onda de amplitude igual a 2,0cm que se propaga em uma corda com velocidade de 5,0cm/s.

A partir dessa informação, a função harmônica que pode descrever o comportamento dessa onda, com x e y medidos, em cm, é

01) y = 2cos2(10t – 2x)

02) y = 2cos2(0,1t – 5x)

03) y = 4cos2(5t – 2x)

04) y = 4cos2(2t – 5x)

05) y = cos2(0,1t – 5x)

5. (UESB 2007) Um automóvel se aproxima a uma velocidade de 30,0m/s de uma sirene de fábrica que tem uma freqüência de 510,0Hz.

Sabendo-se que a velocidade do som no ar é de 340,0m/s, pode-se afirmar que o motorista do veículo ouve, aparentemente, uma freqüência igual, em Hz, a

01) 603 03) 526 05) 436

02) 555 04) 497

6. (Antonio Marcos) O limiar da audibilidade corresponde à intensidade física de 10-12W/m2. Em uma zona acústica, a intensidade física do ambiente tem valor correspondente a 10-5W/m2. O valor do nível sonoro dessa zona acústica é igual a:

a) 28 decibéis

b) 45 decibéis

c) 70 decibéis

d) 90 decibéis

e) 125 decibéis

SARTRE SEB

Física Supermed Prof Antonio Marcos7. (FBDC) Um tubo sonoro aberto emite o 5° harmônico com frequência de 1 700 Hz. Supondo a velocidade do som igual a 340 m/s, o comprimento do tubo vale:

a) 5 cm.b) 17 cm.c) 34 cm.d) 50 cm. e) 68 cm.

8. A figura a seguir mostra um diagrama que representa as ondas de velocidade de uma onda sonora em ressonância, que se forma num tubo sonoro.

Com relação a essa situação, são feitas as afirmações a seguir:

I) O tubo é fechado e está emitindo o terceiro harmônico, ou seja, o segundo modo de vibração da onda estacionária de velocidade, que se forma no interior do mesmo.

II) Nas duas extremidades do tubo formam-se ventres de velocidade da onda estacionária.

III) Considerando a velocidade de propagação da onda sonora no ar no interior do tubo igual a 340 m/s, a freqüência do som emitido é igual a 272 Hz.

IV) Se o tubo fosse aberto no ponto B, o comprimento de onda do som emitido seria igual a 1,2 m no 1o modo de vibração.

Assinale:

A) se somente I estiver correta.B) se somente II estiver correta.C)se somente III estiver correta.D)se somente I e III estiverem

corretas.E) se somente I e IV estiverem

corretas.

FAÇA VOCÊ MESMO!

1. Com relação às ondas sonoras podemos afirmar que é verdadeiro dizer que:

A) não sofrem nunca os fenômenos característicos das ondas eletromagnéticas: a difração e a interferência.

B) se quisermos alterar a altura de um som emitido pelo alto-falante de um televisor, deveremos atuar no controle de volume do aparelho.

C) em um órgão de tubos (órgão acústico), os tubos maiores são os que permitem emitir sons mais graves.

D) nos violões, quando encurtamos uma das cordas pressionando-a contra os trastes, a freqüência fundamental de vibração dela fica diminuída.

E) nos equipamentos de áudio, o controle de tonalidade permite alterar a freqüência do som emitido.

2. Em alto mar é produzido um trem de ondas periódicas, de comprimento de onda l = 120m, o qual se propaga no oceano com

SARTRE SEB

Física Supermed Prof Antonio Marcosuma velocidade de 6 m/s. Sobre estas ondas encontra-se um barco à deriva. Com relação ao comportamento deste barco podemos afirmar que ele:

A) vai se deslocar em sentido oposto ao deslocamento da onda.

B) vai se deslocar, à deriva, numa velocidade constante de 6 m/s.

C) vai oscilar numa freqüência de 20 Hz.

D) vai subir e descer a cada 20 segundos.

E) deverá se manter imóvel segundo uma mesma vertical.

3. A respeito das ondas são feitas as seguintes afirmações:

I) Quando percutida, a corda do violão vibra formando uma onda estacionária que se move praticamente a 340 m/s.

II) Reduzindo sua velocidade, uma onda estará, ao mudar de meio, sofrendo o fenômeno da refração mesmo sem mudar sua direção de propagação.

III) No vácuo todas as ondas eletromagnéticas caminham com uma mesma velocidade,

independentemente de sua freqüência.

É(são) correta(s) a(s) afirmativa(s):A) somente I e II.B) somente I e III.C)somente II e III. D)somente I.E) somente II.

4. Duas caixas acústicas dispostas ao ar livre são conectadas a um mesmo amplificador para emitirem um mesmo tom contínuo. Um observador percorre um caminho ao longo da reta KN.

Ele observa que a intensidade sonora varia conforme a sua posição de modo que, em M, ela é intensa; entre M e N, ela fica reduzida e volta a ficar intensa em N. Como ele sabe que as ondas sonoras no ar se movem a 340 m/s, pode-se afirmar que o som que está sendo emitido tem uma freqüência, em Hz, próxima de:

A) 75.

B) 150.

C) 350.

SARTRE SEB

Física Supermed Prof Antonio MarcosD) 700.

E) 1400.

5. Na superfície da água contida em um recipiente de profundidade constante, um vibrador mecânico transfere para a água vibrações com um período igual a 0,25s que produz ondas de comprimento de 8 mm.

São feitas as seguintes afirmações:

I) Alterando o período da fonte para 1/20 s, o comprimento de onda passa a ser 40 mm.

II) Dobrando a freqüência de vibração da fonte, a velocidade de propagação da onda dobra.

III) As vibrações na água são compostas exclusivamente de ondas longitudinais.

É possível afirmar que:

A) somente a afirmação I é correta.

B) somente a afirmação II é correta.

C) somente a afirmação III é correta.

D) somente as afirmações I e II são corretas.

E) todas as afirmações são falsas.

6. São feitas algumas afirmações que dizem respeito aos fenômenos acústicos.

I) As ondas sonoras propagam-se mais rapidamente no ar quando ele está mais quente.

II) É possível ouvir um cão latir do outro lado de um muro alto e longo graças ao fenômeno da difração das ondas sonoras na borda superior do muro.

III) As ondas sonoras de comprimento de onda pequeno correspondem a um som mais agudo que as de grande comprimento de onda.

Sobre as afirmações, é possível afirmar que:

A) apenas I e II são corretas.

B) apenas II e III são corretas.

C) apenas I e III são corretas.

D) todas são corretas.

E) nenhuma é correta.

7. Um piloto de Fórmula 1 trafega em uma pista reta com velocidade 340 km/h. Enquanto dirige seu carro, o piloto ouve o som do motor com uma freqüência real f.

Analise as assertivas abaixo.

I) Para um observador sentado na arquibancada, o som do carro apresenta freqüência f’ maior que a freqüência real f quando o carro está se aproximando.

II) Para um segundo observador, também sentado na arquibancada, o som do carro tem freqüência f ’’,

SARTRE SEB

Física Supermed Prof Antonio Marcosmenor que a freqüência real f , quando o carro está se afastando.

III) É correto afirmarmos que f’> f > f”

IV) O fenômeno de alteração das freqüências percebidas pelos observadores das assertivas I e II denomina-se Efeito Doppler.

V) No caso hipotético em que o carro de Fórmula 1 trafegue com velocidade extremamente alta, o semáforo da pista de corrida, que está com a luz vermelha acesa, poderá ser percebido na cor verde durante a aproximação do piloto.

Marque a alternativa correta.

A) Apenas I e II são corretas.

B) Apenas I, II, IV e V são corretas.

C) Apenas I, II, III e V são corretas.

D) Apenas I, II, III e IV são corretas.

E) Todas as assertivas são corretas.

8. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas, completando a afirmativa.

As ondas sonoras são vibrações _______ em que a amplitude determina a _______ e a freqüência determina a _______ .

A) transversais, altura, intensidade

B) longitudinais, altura, intensidade

C) transversais, intensidade, altura

D) mistas, altura, intensidade

E) longitudinais, intensidade, altura

9. As figuras I e II representam dois pulsos que se propagam em duas cordas I e II. Uma das extremidades da corda I é fixa e uma das extremidades da corda II é livre.

Figura I:

Figura II:

Quais as formas dos pulsos refletidos em ambas as cordas?

A) Na corda I haverá reflexão sem inversão de fase e na corda II haverá reflexão com inversão de fase.

B) Na corda I haverá reflexão com inversão de fase e na corda II haverá reflexão sem inversão de fase.

SARTRE SEB

Física Supermed Prof Antonio MarcosC) Nas cordas I e II haverá reflexão com inversão de fase.

D) Nas cordas I e II haverá reflexão sem inversão de fase.

E) Reflexão é uma propriedade que não ocorre numa corda.

10. Dadas as afirmações abaixo, qual(is) está(ão) correta( s)?

I) A amplitude A de um movimento oscilatório é a metade da distância entre a posição de equilíbrio do corpo que executa esse movimento e a posição extrema que ele alcança ao oscilar.

II) O tempo que um corpo em movimento oscilatório gasta para efetuar uma vibração completa (ou um ciclo) é o período ( T ) desse movimento.

III) O número de vibrações completas (ou ciclos) que um corpo em oscilação efetua, por unidade de tempo, é denominado freqüência (f) do movimento.

IV) Em uma onda, há transporte de matéria de um ponto a outro do meio, sem que haja transporte de energia entre esses pontos.

V) O comprimento de onda l representa a distância entre duas cristas ou entre dois vales sucessivos de uma onda.

Estão corretas:

A) I, II, III, IV e V.

B) somente II, III e V.

C) somente II, III, IV e V.

D) somente I, II, III e V.

E) somente I, II e III.

11. Uma corda vibrante de certo instrumento musical vibra com freqüência fundamental de 440 Hz. Se o comprimento da corda, que é de 60 cm, for reduzido à metade, a nova freqüência do som fundamental emitido, em Hz, será igual a:

A) 220.

B) 360.

C) 880.

D) 1100.

E) 1320.

12. Uma onda mecânica longitudinal que se propaga no ar com freqüência de 30.000 Hz pode ser definida como sendo:

A) raios X.

B) raios gama.

C) som.

D) dissonância.

E) ultra-som.

SARTRE SEB

Física Supermed Prof Antonio Marcos13. (PUC-SP) Uma corda de piano, com 40 cm de comprimento e massa 5 g, é distendida sob ação de uma tração de 320 N. A frequência do modo fundamental de vibração é de:

a) 100 Hz.b) 200 Hzc) 400 Hzd) 800 Hze) 1 200 Hz

14. (OSEC-SP) Uma fonte sonora emitindo um som de 900 hertz se aproxima com a velocidade de 72 km/h, de um observador que se encontra parado. Supondo-se que a velocidade do som no ar é de 320 m/s, a frequência sonora ouvida pelo observador é de:

a) 843 hertz.b) 847 hertz.c) 956 hertzd) 960 hertze) 1036 hertz.

15. (UFPA) Uma fonte em repouso emite um som de frequência de 2 000 Hz que se propaga com a velocidade de 300 m/s. A velocidade com que um observador deve se aproximar dessa fonte, de modo a perceber um som com frequência de 4 000 Hz, vale em m/s:

a) 300.b) 450.c) 500.d) 600.e) 650.

GABARITO:

1. C2. D3. C4. D5. E6. D7. E8. E9. B10.B11.C12.E13.B14.D15.A

SESSÃO – MULTIDISCIPLINAR

1. Em 1960, pela primeira vez, obteve-se o raio laser, um feixe de luz que apresentava características diferentes da luz do sol ou de uma lâmpada incandescente, por ser gerado de forma distinta.

A depender do estado de agregação do meio ativo, os raios laser podem

SARTRE SEB

Física Supermed Prof Antonio Marcosser a gás, líquidos e de estado sólido. No grupo de estado sólido se incluem os raios laser de metais de transição. (MENDONÇA. In: Revista Brasileira de Ensino de Física, 1998).

Sobre radiações luminosas, bem como sobre a sua percepção e utilização na investigação científica, é correto afirmar:

(01) A percepção de luz pelo homem está associada a pigmentos presentes em células especializadas da retina.

(02) A exigência de certos comprimentos de onda de luz para “visão colorida” minimiza a participação de um componente hereditário na distinção das cores.

(04) O índice de refração do núcleo de uma fibra óptica que conduz os raios laser é maior que o índice de refração do revestimento.

(08) Os raios laser de metais de transição são provenientes de elementos químicos que apresentam características intermediárias entre metais e não-metais.

(16) A intensidade de um feixe cilíndrico de raios laser com

potência de 1,0W e raio da ordem de 10-4 cm, incidindo perpendicularmente em uma superfície, é igual a 104W/m2, aproximadamente.

2.

A música, como arte, é fundamentada, para sua criação e execução, em princípios específicos que também estão presentes nas Ciências Naturais, como evidenciados corretamente nas proposições

(01) As propriedades dos elementos químicos se repetem, de oito em oito elementos, em toda a Tabela Periódica, assim como as notas, na escala musical.

(02) O som emitido pela vibração de uma corda exibe fenômenos de interferência, difração, refração e reflexão.

(04) O potencial de combinação dos desoxirribonucleotídeos expresso na diversidade das moléculas de DNA pode, em princípio, ser comparado às diferentes associações de notas musicais em infinitas melodias.

SARTRE SEB

Física Supermed Prof Antonio Marcos

(08) A frequência da vibração de uma corda depende de sua densidade linear, de seu comprimento e da tensão aplicada nessa corda.

(16) As etapas de mitose e interfase, em células embrionárias, ocorrem ciclicamente, sob ritmo que propicia a rápida proliferação celular.

(32) O som que se propaga a 200,0m/s, em um tubo aberto de 60,0cm de comprimento, contendo um gás, emite o som fundamental com freqüência de 120,0Hz.

3.

A partir da análise das figuras que ilustram o espectro da radiação solar e interações da luz com o sistema biológico e com base nos conhecimentos das Ciências Naturais, é correto afirmar:

(01) A eficiência dos pigmentos clorofilianos e acessórios na absorção de luz deve ter sido fundamental para a evolução das estruturas fotossintetizantes,

repercutindo na construção da biosfera.

(02) A absorção do fóton incidente pela clorofila é o prenúncio da conversão de energia luminosa em energia química.

(04) A radiação eletromagnética com frequência de 5,0.1014Hz que se propaga no ar, cujo índice de refração é igual a 1, pode ser percebida através de seus efeitos sobre a retina, o que resulta na sensação de visão.

(08) A intensidade dos raios X que incidem em uma chapa fotográfica é diretamente proporcional à área da chapa.

(16) Os elétrons dos átomos dos elementos químicos, quando excitados, liberam energia que neutraliza a carga nuclear.

(32) O número de raias espectrais produzidas por um elemento químico tem relação com a quantidade de elétrons presentes nas órbitas de seus átomos.

GABARITO:

1. 01 + 04 = 052. 02+04+08+16=30

SARTRE SEB

Física Supermed Prof Antonio Marcos3. 01+02+04+32=39

SESSÃO - DISCURSIVAS

1. O fundo do mar é completamente escuro. Uma maneira de “olhar” em volta é utilizando-se um aparelho chamado Sonar, que emite um pulso sonoro e “ouve” o eco refletido em um objeto distante.

Considere que um Sonar localizado em um submarino em repouso, no fundo do mar, emite pulsos com freqüência de 20.000Hz, e que esses pulsos atingem objetos, A e B, retornando ao submarino, 12 s e 16 s, respectivamente, após serem emitidos . Os pulsos que retornam de B têm freqüência suavemente alterada para 19.980 Hz, enquanto os que vêm de A mantém a mesma freqüência inicial.

Sabe-se que a velocidade do som, na água, é de 1.500 m/s e que a água está parada em relação ao fundo do mar.

Nessas condições, calcule a distância de cada objeto, A e B, ao submarino, no instante em que é atingido pelo pulso, e a velocidade de cada um deles, identificando o fenômeno físico associado à variação de frequência.

2. Existe, no mercado, um produto denominado “trena sônica a laser”, cujo fabricante, nos detalhes técnicos, adverte que “o apontador laser serve apenas como mira para indicar o ponto em relação ao qual se quer medir a distância”.

Identifique o fenômeno físico que está associado à medida efetuada por essa trena e — considerando a velocidade do som igual a 340m/s — indique o que efetivamente está sendo medido quando o visor do aparelho registrar a distância igual a 20 metros.

3. A 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

SARTRE SEB

Física Supermed Prof Antonio Marcosobstáculo, 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 frequência igual a 22,0kHz e comprimento de onda igual a 1,5cm, 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.

SARTRE SEB