Ondas - AWS · PDF fileOndas 1 de 22 Prof. Allan Borçari 1. ... Ondas Sonoras> O texto...

Ondas

1 de 22 Prof. Allan Borçari

1. (Mackenzie 2017) Um pescador observa que seu barco oscila na direção vertical, para baixo e para cima 200 vezes em

50 s. O período de uma oscilação do barco é

a) 4,0 s

b) 2,0 s

c) 1,0 s

d) 0,50 s

e) 0,25 s

2. (Fuvest 2017) A figura representa uma onda harmônica transversal, que se propaga no sentido positivo do eixo x, em dois

instantes de tempo: t 3 s (linha cheia) e t 7 s (linha tracejada).

Dentre as alternativas, a que pode corresponder à velocidade de propagação dessa onda é a) 0,14 m s

b) 0,25 m s

c) 0,33 m s

d) 1,00 m s

e) 2,00 m s

3. (Ufrgs 2017) A tabela abaixo apresenta a frequência f de três diapasões.

Diapasão f (Hz)

1d 264

2d 352

3d 440

Considere as afirmações abaixo.

I. A onda sonora que tem o maior período é a produzida pelo diapasão 1d .

II. As ondas produzidas pelos três diapasões, no ar, têm velocidades iguais.

III. O som mais grave é o produzido pelo diapasão 3d .

Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) I, II e III.

Ondas


4. (Enem PPL 2016) Em 26 de dezembro de 2004, um tsunami devastador, originado a partir de um terremoto na costa da

Indonésia, atingiu diversos países da Ásia, matando quase 300 mil pessoas. O grau de devastação deveu-se, em boa parte, ao

fato de as ondas de um tsunami serem extremamente longas, com comprimento de onda de cerca de 200 km. Isto é muito

maior que a espessura da lâmina de líquido, d, típica do Oceano Índico, que é de cerca de 4 km. Nessas condições, com boa

aproximação, a sua velocidade de propagação toma-se dependente de d, obedecendo à relação v gd. Nessa expressão, g é

a aceleração da gravidade, que pode ser tomada como 210 m s .

SILVEIRA, F. L; VARRIALE, M. C. Propagação das ondas marítimas e dos tsunami. Caderno Brasileiro de Ensino de Física,

n. 2, 2005 (adaptado).

Sabendo-se que o tsunami consiste em uma série de ondas sucessivas, qual é o valor mais próximo do intervalo de tempo entre

duas ondas consecutivas? a) 1min

b) 3,6 min

c) 17 min

d) 60 min

e) 216 min

5. (Fgv 2015) Durante seus estudos de preparação para o vestibular da FGV, um aluno pensa acerca da luz visível que se

propaga no ar de seu ambiente a uma velocidade bem próxima de 83,0 10 m / s. Consultando seus apontamentos, verifica que

se trata de uma onda e que sua frequência média de vibração é da ordem de 141,0 10 Hz. Ele ouve uma buzina que emite um

som agudo vibrando a uma frequência estimada em 1,0kHz, cuja velocidade de propagação no ar é de 320m / s. A relação

L s/λ λ entre os comprimentos de onda da luz L( )λ e do som s( )λ citados é mais próxima de

a) 110 .

b) 210 .

c) 310 .

d) 410 .

e) 510 .

6. (Enem 2015) A radiação ultravioleta (UV) é dividida, de acordo com três faixas de frequência, em UV-A, UV-B e UV-C,

conforme a figura.

Para selecionar um filtro solar que apresente absorção máxima na faixa UV-B, uma pessoa analisou os espectros de absorção da

radiação UV de cinco filtros solares:

Ondas


Considere:

velocidade da luz 83,0 10 m s e 91nm 1,0 10 m.

O filtro solar que a pessoa deve selecionar é o a) V. b) IV. c) III. d) II. e) I. 7. (Unesp 2014) Observe o espectro de radiação eletromagnética com a porção visível pelo ser humano em destaque. A cor da

luz visível ao ser humano é determinada pela frequência ي, em Hertz (Hz). No espectro, a unidade de comprimento de onda λ é

o metro (m) e, no destaque, é o nanômetro (nm).

Sabendo que a frequência ي é inversamente proporcional ao comprimento de onda ,λ sendo a constante de proporcionalidade

igual à velocidade da luz no vácuo de, aproximadamente, 83,0 10 m / s, e que 1 nanômetro equivale a 9

1,0 10 m,

pode-

se deduzir que a frequência da cor, no ponto do destaque indicado pela flecha, em Hz, vale aproximadamente

a) 146,6 10 .

b) 142,6 10 .

c) 144,5 10 .

d) 141,5 10 .

e) 140,6 10 .

Ondas


8. (Unicamp 2017) Considere que, de forma simplificada, a resolução máxima de um microscópio óptico é igual ao

comprimento de onda da luz incidente no objeto a ser observado. Observando a célula representada na figura abaixo, e sabendo

que o intervalo de frequências do espectro de luz visível está compreendido entre 144,0 10 Hz e 147,5 10 Hz, a menor

estrutura celular que se poderia observar nesse microscópio de luz seria

(Se necessário, utilize 8c 3 10 m s.)

a) o ribossomo. b) o retículo endoplasmático. c) a mitocôndria. d) o cloroplasto. 9. (Enem 2013) Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana. Os espectadores de uma linha,

sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacente. O efeito

coletivo se propaga pelos espectadores do estádio, formando uma onda progressiva, conforme ilustração.

Calcula-se que a velocidade de propagação dessa “onda humana” é de 45 km/h, e que cada período de oscilação contém 16

pessoas, que se levantam e sentam organizadamente e distanciadas entre si por 80 cm.

Disponível em: www.ufsm.br. Acesso em: 7 dez. 2012 (adaptado).

Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de a) 0,3. b) 0,5. c) 1,0.

Ondas


d) 1,9. e) 3,7. 10. (G1 - ifsul 2015) Leia com atenção o texto que segue:

O som é um tipo de onda que necessita de um meio para se propagar. Quando estamos Analisando a produção e a

captação de uma onda sonora, estamos diante de três participantes: a fonte sonora, o meio onde ela se propaga e o observador

que está captando as ondas. Temos então três referenciais bem definidos.

O tipo de onda captada dependerá de como a fonte e o observador se movem em relação ao meio de propagação da

onda. Vamos considerar o meio parado em relação ao solo. Neste caso temos ainda três situações diferentes: a fonte se

movimenta e o observador está parado; a fonte está parada e o observador está em movimento; a fonte e o observador estão em

movimento. Nos três casos podemos ter uma aproximação ou um afastamento entre a fonte e o observador.

Adaptado de:< http://www.fisica.ufpb.br/~romero/ - Notas de Aula – Física Básica Universitária: Ondas Sonoras>

O texto refere-se a um fenômeno ondulatório facilmente observado nas ondas sonoras. Esse fenômeno é denominado a) Superposição. b) Ressonância. c) Polarização. d) Efeito Doppler. 11. (Upf 2015) Segundo os astrônomos, um eclipse solar irá ocorrer em 20 de março de 2015 e será visível, por exemplo, em

alguns países da Europa. Com relação à ocorrência de eclipses, é correto afirmar que eles evidenciam o princípio da: a) reversibilidade dos raios luminosos. b) independência dos raios luminosos. c) refração da luz. d) propagação retilínea da luz. e) polarização da luz. 12. (Udesc 2015) Um carro de bombeiros transita a 90km / h, com a sirene ligada, em uma rua reta e plana. A sirene emite um

som de 630Hz. Uma pessoa parada na calçada da rua, esperando para atravessar pela faixa de pedestre, escuta o som da sirene

e observa o carro de bombeiros se aproximando. Nesta situação, a frequência do som ouvido pela pessoa é igual a: a) 620Hz

b) 843Hz

c) 570Hz

d) 565Hz

e) 680Hz

13. (Ufpr 2015) Considere as seguintes afirmativas relacionadas aos fenômenos que ocorrem com um feixe luminoso ao incidir

em superfícies espelhadas ou ao passar de um meio transparente para outro:

I. Quando um feixe luminoso passa do ar para a água, a sua frequência é alterada.

II. Um feixe luminoso pode sofrer uma reflexão interna total quando atingir um meio com índice de refração menor do que o

índice de refração do meio em que ele está se propagando.

III. O fenômeno da dispersão ocorre em razão da independência entre a velocidade da onda e sua frequência.

IV. O princípio de Huygens permite explicar os fenômenos da reflexão e da refração das ondas luminosas.

Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa I é verdadeira. b) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. e) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras.

Ondas


14. (Ufg 2010) Uma estação de rádio emite ondas médias na faixa de 1 MHz com comprimento de onda de 300 m. Essa

radiação contorna facilmente obstáculos como casas, carros, árvores etc. devido ao fenômeno físico da

a) difração. b) refração. c) reflexão. d) interferência. e) difusão. 15. (Enem 2010) As 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 alcançariam 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. b) refração. c) difração. d) polarização. e) interferência. 16. (Ufsc 2010) Em relação às ondas e aos fenômenos ondulatórios, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01) A variação da frequência das ondas percebidas por um observador, devido ao movimento relativo entre este e a fonte

geradora das ondas, é explicada pelo efeito Doppler. 02) Uma onda, que se propaga em determinado meio, terá uma velocidade que depende deste meio e uma frequência definida

pela fonte da onda. 04) A velocidade de uma onda em um determinado meio é de 120 m/s, para uma frequência de 60 Hz. Dobrando a frequência, a

velocidade da onda neste meio também dobra. 08) Dois instrumentos musicais, emitindo a mesma nota musical, são diferenciados um do outro pela altura do som. 16) A refração é caracterizada pela mudança de direção de propagação da onda ao mudar de meio. 17. (Ime 2010) Dois vagões estão posicionados sobre um trilho retilíneo, equidistantes de um ponto de referência sobre o trilho.

No primeiro vagão existe um tubo sonoro aberto onde se forma uma onda estacionária com 4 nós, cuja distância entre o

primeiro e o último nó é 255 cm, enquanto no segundo vagão existe um observador. Inicialmente, apenas o vagão do observador

se move e com velocidade constante. Posteriormente, o vagão do tubo sonoro também passa a se mover com velocidade

constante, distinta da velocidade do vagão do observador. Sabendo que a frequência percebida pelo observador na situação

inicial é 210 Hz e na situação posterior é 204 Hz, determine:

a) a frequência do som que o tubo emite;

b) a velocidade do vagão do observador, na situação inicial;

c) a velocidade do vagão da fonte, na situação final.

Dado: velocidade do som no ar: somv 340 m/s .

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: O radar é um dos dispositivos mais usados para coibir o excesso de velocidade nas vias de trânsito. O seu princípio de

funcionamento 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.

18. (Unicamp 2011) Para se obter Vm o radar mede a diferença de frequências Äf, dada por Äf = f – f0 = ± mV

cf0, sendo f a

frequência da onda refletida pelo carro, f0 = 2,4 x1010 Hz a frequência da onda emitida pelo radar e c = 3,0 x108 m/s a

velocidade da onda eletromagnética. 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 Äf medida pelo radar foi igual a a) 1600 Hz. b) 80 Hz.

Ondas


c) –80 Hz. d) –1600 Hz. 19. (Enem 2011) Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixe de luz, passa menos luz por intervalo de

tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifício, verifica-se que a luz apresenta um comportamento como o

ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar dessa forma.

Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto? a) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas. b) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito. c) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar. d) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta. e) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Considere um observador O parado na calçada de uma rua quando uma ambulância passa com a sirene ligada (conforme a

figura). O observador nota que a altura do som da sirene diminui repentinamente depois que a ambulância o ultrapassa. Uma

observação mais detalhada revela que a altura sonora da sirene é maior quando a ambulância se aproxima do observador e

menor quando a ambulância se afasta. Este fenômeno, junto com outras situações físicas nas quais ele ocorre, é denominado

efeito Doppler. (...)

Adaptado de JUNIOR, F. R. Os Fundamentos da Física. 8. ed. vol. 2. São Paulo: Moderna, 2003, p. 429)

Ondas


20. (Uepb 2013) Ainda acerca do assunto tratado no texto, que descreve o Efeito Doppler, resolva a seguinte situação-

problema:

Considere ainda o observador (conforme a figura) parado na calçada munido de um detector sonoro. Quando uma ambulância

passa por ele a uma velocidade constante com a sirene ligada, o observador percebe que o som que ele ouvia teve sua frequência

diminuída de 1000 Hz para 875 Hz. Sabendo que a velocidade do som no ar é 333,0 m/s, a velocidade da ambulância que

passou pelo observador, em m/s, é a) 22,2 b) 23,0 c) 24,6 d) 32,0 e) 36,0 21. (Enem PPL 2013) As moléculas de água são dipolos elétricos que podem se alinhar com o campo elétrico, da mesma forma

que uma bússola se alinha com um campo magnético. Quando o campo elétrico oscila, as moléculas de água fazem o mesmo.

No forno de micro-ondas, a frequência de oscilação do campo elétrico é igual à frequência natural de rotação das moléculas de

água. Assim, a comida é cozida quando o movimento giratório das moléculas de água transfere a energia térmica às moléculas

circundantes.

HEWITT, P. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado).

A propriedade das ondas que permite, nesse caso, um aumento da energia de rotação das moléculas de água é a a) reflexão. b) refração. c) ressonância. d) superposição. e) difração. 22. (Enem 2014) Ao sintonizarmos uma estação de rádio ou um canal de TV em um aparelho, estamos alterando algumas

características elétricas de seu circuito receptor. Das inúmeras ondas eletromagnéticas que chegam simultaneamente ao

receptor, somente aquelas que oscilam com determinada frequência resultarão em máxima absorção de energia.

O fenômeno descrito é a a) difração. b) refração. c) polarização. d) interferência. e) ressonância. 23. (Upf 2014) Em 2014, o Brasil sediará a Copa do Mundo de Futebol. Em virtude das possíveis manifestações das torcidas,

os estádios de futebol foram construídos de modo a suportar as “vibrações” produzidas. Se todos os torcedores, ao mesmo

tempo, começarem, por exemplo, a pular e a bater os pés no chão, as estruturas das arquibancadas podem desabar, provocando

uma tragédia. O fenômeno físico que melhor descreve a situação trágica mencionada é:

Ondas


a) Reflexão. b) Refração. c) Ressonância. d) Difração. e) Convecção. 24. (Pucsp 2016) Uma jovem de 60 kg realiza seu primeiro salto de paraquedas a partir de um helicóptero que permanece

estacionário. Desde o instante do salto até o momento em que ela aciona a abertura do paraquedas, passam-se 12s e durante

todo esse tempo em que a jovem cai em queda livre, ela emite um grito de desespero cuja frequência é de 230 Hz.

Considerando a velocidade do som igual a 340 m / s e o módulo da aceleração da gravidade igual a 210 m / s , determine a

frequência aparente aproximada desse grito, emitido no instante 12s, quando percebida pelo instrutor de salto situado no

helicóptero.

Despreze a resistência do ar até a abertura do paraquedas. a) 140 b) 160 c) 170 d) 230

25. (Fuvest 2016) Miguel e João estão conversando, parados em uma esquina próxima a sua escola, quando escutam o toque da

sirene que indica o início das aulas. Miguel continua parado na esquina, enquanto João corre em direção à escola. As ondas

sonoras propagam-se, a partir da sirene, em todas as direções, com comprimento de onda 17 cmλ e velocidade

sV 340 m s, em relação ao ar. João se aproxima da escola com velocidade de módulo v 3,4 m s e direção da reta que

une sua posição à da sirene. Determine

a) a frequência Mf do som da sirene percebido por Miguel parado na esquina;

b) a velocidade Rv do som da sirene em relação a João correndo;

c) a frequência Jf do som da sirene percebido por João quando está correndo.

Miguel, ainda parado, assobia para João, que continua correndo. Sendo o comprimento de onda do assobio igual a 10 cm

determine

d) a frequência Af do assobio percebido por João.

Note e adote:

Considere um dia seco e sem vento. 26. (Enem 2016) Uma ambulância A em movimento retilíneo e uniforme aproxima-se de um observador O, em repouso. A

sirene emite um som de frequência constante Af . O desenho ilustra as frentes de onda do som emitido pela ambulância.

O observador possui um detector que consegue registrar, no esboço de um gráfico, a frequência da onda sonora detectada em

Ondas


função do tempo of (t), antes e depois da passagem da ambulância por ele.

Qual esboço gráfico representa a frequência of (t) detectada pelo observador?

a)

b)

c)

d)

e) 27. (Uftm 2010) No imóvel representado, as paredes que delimitam os ambientes, bem como as portas e janelas, são isolantes

acústicos. As portas externas e janelas estão fechadas e o ar em seu interior se encontra a uma temperatura constante, podendo

ser considerado homogêneo.

Ondas


Uma pessoa, junto à pia da cozinha, consegue conversar com outra, que se encontra no interior do quarto, com a porta

totalmente aberta, uma vez que, para essa situação, é possível ocorrer com as ondas sonoras, a a) reflexão, apenas. b) difração, apenas. c) reflexão e a refração, apenas. d) reflexão e a difração, apenas. e) reflexão, a refração e a difração. 28. (Ufrgs 2011) Em cada uma das imagens abaixo, um trem de ondas planas move-se a partir da esquerda.

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. 29. (Uem 2011) Com relação às ondas sonoras e às ondas eletromagnéticas, assinale o que for correto. 01) Ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo, enquanto ondas sonoras não. 02) A energia de uma onda eletromagnética é diretamente proporcional à frequência e inversamente proporcional ao

comprimento de onda da onda. 04) A radiação ultravioleta é mais energética que a radiação visível, 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

aumento 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. 30. (Acafe 2016) O diapasão é um instrumento de metal em forma de Y que emite um tom puro quando percutido. É um

método básico, rápido e de baixo custo, porém, permite apenas a avaliação subjetiva da audição, devendo ser associado a

exames físico-otorrinolaringológicos do paciente.

Assinale a alternativa correta que indica batimentos com dois diapasões. a) Quando os dois tiverem a mesma frequência. b) Quando os dois tiverem frequências ligeiramente diferentes.

Ondas


c) Quando os dois vibrarem em ressonância. d) Quando a amplitude de vibração de um for maior que do outro. 31. (Fuvest 2014) O Sr. Rubinato, um músico aposentado, gosta de ouvir seus velhos discos sentado em uma poltrona. Está

ouvindo um conhecido solo de violino quando sua esposa Matilde afasta a caixa acústica da direita (Cd) de uma distância l,

como visto na figura abaixo.

Em seguida, Sr. Rubinato reclama: _ Não consigo mais ouvir o Lá do violino, que antes soava bastante forte! Dentre as

alternativas abaixo para a distância l, a única compatível com a reclamação do Sr. Rubinato é

Note e adote:

O mesmo sinal elétrico do amplificador é ligado aos dois alto-falantes, cujos cones se movimentam em fase.

A frequência da nota Lá é 440 Hz.

A velocidade do som no ar é 330 m/s.

A distância entre as orelhas do Sr. Rubinato deve ser ignorada. a) 38 cm b) 44 cm c) 60 cm d) 75 cm e) 150 cm 32. (Uece 2017) Considere um forno micro-ondas que opera na frequência de 2,45 GHz. O aparelho produz ondas

eletromagnéticas estacionárias no interior do forno. A distância de meio comprimento de onda, em cm, entre nodos do campo

elétrico é aproximadamente

(Dado: considere a velocidade da luz no ar, 8c 3 10 m s.)

a) 2,45.

b) 12. c) 6. d) 4,9.

33. (Ufrgs 2016) A figura abaixo representa uma onda estacionária produzida em uma corda de comprimento L 50cm.

Sabendo que o módulo da velocidade de propagação de ondas nessa corda é 40m s, a frequência da onda é de

a) 40Hz.

b) 60Hz.

Ondas


c) 80Hz.

d) 100Hz.

e) 120Hz.

34. (Enem PPL 2015) Em uma flauta, as notas musicais possuem frequências e comprimentos de onda ( )λ muito bem

definidos. As figuras mostram esquematicamente um tubo de comprimento L, que representa de forma simplificada uma flauta,

em que estão representados: em A o primeiro harmônico de uma nota musical (comprimento de onda A ),λ em B seu segundo

harmônico (comprimento de onda B )λ e em C o seu terceiro harmônico (comprimento de onda C ),λ onde A B C.λ λ λ

Em função do comprimento do tubo, qual o comprimento de onda da oscilação que forma o próximo harmônico?

a) L

4

b) L

5

c) L

2

d) L

8

e) 6L

8

35. (Unesp 1989) Uma corda de violão de comprimento L está tensa, sob a ação de uma força F0, emitindo um som de

frequência fundamental f0.

Que força F dever-se-ia aplicar a essa corda para que ela vibrasse com o triplo da frequência fundamental de outra corda

semelhante, submetida à mesma força F0, mas de comprimento igual a 2 L?

36. (Ime 2013) Quando uma corda de violão é tocada, o comprimento de onda da onda sonora produzida pela corda a) é maior que o comprimento de onda da onda produzida na corda, já que a distância entre as moléculas do ar é maior que a

distância entre os átomos da corda. b) é menor que o comprimento de onda da onda produzida na corda, já que a massa específica do ar é menor que a massa

específica da corda. c) é igual ao comprimento de onda da onda produzida na corda, já que as frequências das duas ondas são iguais. d) pode ser maior ou menor que o comprimento de onda da onda produzida na corda, dependendo das velocidades de

propagação da onda sonora e da onda produzida na corda. e) pode ser maior ou menor que o comprimento de onda da onda produzida na corda, dependendo das frequências da onda

sonora e da onda produzida na corda.

Ondas


Gabarito: Resposta da questão 1:

[E]

200f f 4 Hz

50

1 1T T T 0,25 s

f 4

Resposta da questão 2:

[B]

Da leitura direta do gráfico, tira-se que entre os dois instantes citados a onda desloca-se 1m.

Assim:

S 1 0 1v v 0,25 m s.

t 7 3 4

Δ

Δ

Da figura também pode obter o comprimento de onda.

1 3 4 m.λ λ

Entre os instantes mostrados o intervalo de tempo corresponde a 1 4 do período. Então:

T

7 3 T 16 s.4

Usando a equação fundamental da ondulatória:

4 1v = v 0,25 m s.

T 16 4

λ


[D]

Análise das afirmativas:

[I] Verdadeira. Como período e frequência são inversamente proporcionais, o maior período terá a menor frequência.

[II] Verdadeira. Se a temperatura do ar for constante, a velocidade do som também será constante, portanto as velocidades das

ondas produzidas pelos três diapasões serão iguais.

[III] Falsa. Sons graves possuem frequências mais baixas, logo, o diapasão 1d é o mais grave de todos.


[C]

Determinação do período a partir da equação de onda:

3 5

23

200 10 2 10v T

T gd 2 1010 4 10

T 1000 s 17 min

λ λ


[E]

Com os dados fornecidos no enunciado, podemos encontrar os dois comprimentos de onda.

Para o comprimento de onda da luz L ,λ

Ondas


8L

L 14L

6L

v 3 10

f 1 10

3 10 m

λ

λ

Para o comprimento de onda do som s,λ

ss 3

s

1s

v 320

f 1 10

3,2 10 m

λ

λ

Desta forma, podemos calcular a razão entre estes comprimentos de onda. 6

L1

s

5L

s

3 10

3,2 10

10

λ

λ

λ

λ


[B]

Usando a equação fundamental da ondulatória, calculamos os comprimentos de ondas mínimo e máximo para a faixa UV-B.

89

mín mín15máx

89

máx máx14mín

c 3 10291 10 291 nm

f 1,03 10cc f

f c 3 10321 10 321 nm

f 9,34 10

λ λ

λ λ

λ λ

Assim: UV B(291 321) nm.λ

Nessa faixa, a curva de maior absorção corresponde ao filtro IV. Resposta da questão 7:

[A]

Aplicando a equação fundamental da ondulatória:

814

9

c 3 10c 6,6 10 Hz.

450 10λ ν ν ν

λ


[B]

Pela equação fundamental da ondulatória:

cc f .

fλ λ

Pela expressão, o menor comprimento de onda corresponde à maior frequência. Assim:

87 9

14

3 104 10 m 400 10 m 400 nm.

7,5 10λ λ

Ondas


Assim, poderiam ser vistas estruturas com tamanho maior ou igual a 400 nm. Das mostradas na figura, a menor é o retículo

endoplasmático, com 420 nm.


[C]

Sendo a distância entre duas pessoas igual a 80 cm = 0,8 m, havendo 16 pessoas (15 espaços) em cada período de oscilação, o

comprimento de onda é:

15 0,8 12 m.λ λ

Da equação fundamental da ondulatória temos:

45 12,5v f 12 f f

3,6 12

f 1,04 Hz.

λ


[D]

Efeito Doppler é o fenômeno ondulatório que ocorre quando há variação na frequência captada pelo observador devido ao

movimento relativo entre ele e a fonte. Resposta da questão 11:

[D]

A ocorrência de eclipse solar evidencia a propagação retilínea da luz no espaço.


[E]

Utilizando os dados fornecidos no enunciado e sabendo que a fonte está se aproximando do observador, usando a equação do

efeito Doppler, tem-se que:

oo f

f

v vf f

v v

Onde v 340 m s

o

o

o

340 0f 630

340 25

340f 630

315

f 680 Hz


[B]

Ondas


Justificando as afirmativas incorretas:

[I] A frequência depende somente da fonte do feixe luminoso. Quando um feixe passa de um meio para outro (refração) a fonte

é a mesma e por isso a frequência permanece constante.

[III] O fenômeno da dispersão ocorre exatamente quando a velocidade de propagação de um meio depende da frequência.

As afirmativas [II] e [IV] estão corretas, portanto a resposta é a [B]. Resposta da questão 14:

[A]

Difração é um fenômeno exclusivamente ondulatório. Ocorre quando uma onda contorna um obstáculo ou atravessa fendas. A

difração é mais acentuada quando as dimensões do obstáculo têm a mesma ordem de grandeza do comprimento de onda. Resposta da questão 15:

[A]

As ondas de rádio refletem-se na ionosfera, podendo assim contornar a curvatura da Terra, como indicado na figura abaixo.


01 + 02 = 03

01) Correta. Quando há aproximação relativa entre o ouvinte e a fonte, o som por ele percebido é mais agudo, ou seja, de

frequência maior que a emitida pela fonte; caso haja afastamento relativo entre eles, o som por ele percebido é mais grave,

ou seja, de menor frequência que o som emitido pela fonte. Essas frequências percebidas pelo ouvinte são calculadas pela

expressão do efeito Doppler.

02) Correta. A velocidade de propagação de uma onda depende das características do meio; a frequência depende somente da

fonte emissora.

04) Falsa. Com a frequência que é emitida pela fonte, a onda se propaga, não se alterando com a mudança de meio.

08) Falsa. O que diferencia dois sons da mesma nota de diferentes instrumentos é o timbre.

16) Falsa. Quando a refração ocorre com incidência é normal, não há mudança na direção de propagação. Resposta da questão 17:

Dados: vsom = 340 m/s; fap1 = 210 Hz; fap2 = 204 Hz; d = 255 cm = 2,55 m.

a) A figura ilustra a situação descrita.

A distância d = 2,55 m entre o 1º e o 4º nós corresponde a três fusos ou três meios comprimentos de onda.

Ondas


2d3 d .

2 3

Substituindo esse valor na equação fundamental da ondulatória, encontramos a frequência (f) do som emitido pelo tubo:

somsom

3vd 3 340v f v 2 f f

3 2d 2 2,55

f 200 Hz.

b) A diferença entre a frequência emitida e a frequência percebida (fap1) é devida ao efeito Doppler. Na expressão desse efeito,

adotamos o sentido positivo do ouvinte para a fonte.

Considerando que a fonte (tubo) está em repouso (vF = 0) podemos calcular a velocidade do observador (vo):

som O Oap1 O

som F

O

v v 340 v 340 210f f 210 200 v 340

v v 340 200

v 17 m / s.

c) Aplicando novamente a expressão do efeito do efeito Doppler para a nova frequência aparente, fap2 = 204 Hz, agora com a

fonte em movimento:

som Oap2 F

som F F

F

v v 340 17 357 200f f 204 200 340 v

v v 340 v 204

v 10 m / s.

Como vF > 0, a fonte está se afastando do ouvinte. Resposta da questão 18:

[A]

Dados: f0 = 2,4 1010 Hz; v = 72 km/h = 20 m/s; c = 3 108 m/s.

Analisando a expressão dada: ∆f = f – f0 = ± mV

cf0. Como o carro se aproximava, de acordo com o enunciado, a frequência

refletida é maior que a emitida (f > f0).

Assim a diferença ∆f = f – f0 deve ser positiva, ou seja, devemos escolher o sinal (+).

Então:

∆f = mV

c f0 ∆f = 10

8

202,4 10

3 10

f = 1.600 Hz.


[A]

O fenômeno ilustrado na figura é a difração. Esse fenômeno ocorre quando uma onda contorna um obstáculo, como o som

contornando um muro, permitindo que um menino ouça a conversa de seus colegas escondidos atrás do muro. Resposta da questão 20:

[A]

Aplicando a expressão do efeito Doppler para as duas situações:

Ondas


onda fonteaparente fonte

onda fonte

onda fonte fonteaparente fonte

onda

fonte fonte fonte fonte

font

v vAproximação : f f

v 333 v1000

v v 875 333 vAfastamento : f f

v

3337 333 v 8 333 v 7 8 v 8 7 333 v

15

v

e 22,2 m / s.


[C]

Quando um sistema que tem frequência de vibração natural f é atingido por uma onda de mesma frequência, o sistema absorve

energia dessa onda, aumentando sua amplitude de vibração. A esse fenômeno dá-se o nome de ressonância. Resposta da questão 22:

[E]

Para ocorrer máxima absorção de energia, o circuito receptor deve oscilar com a mesma frequência das ondas emitidas pela

fonte, a estação de rádio ou o canal de TV. Isso caracteriza o fenômeno da ressonância. Resposta da questão 23:

[C]

Quando pulsos de uma certa frequência atingem um sistema que tem vibração natural de mesma frequência, o sistema absorve

energia desses pulsos, aumentando a amplitude de vibração, podendo atingir o colapso. A esse fenômeno, dá-se o nome de

ressonância. Resposta da questão 24:

[C]

Para calcular a frequência aparente f observada pelo instrutor no helicóptero, devemos primeiro obter a velocidade da fonte

sonora v aos 12s utilizando o movimento de queda livre, sem atrito.

20v v gt v 0 10 m / s 12 s v 120 m / s

A frequência aparente da fonte sonora se afastando do observador é dada por:

somF

som

vf f

v v

Substituindo os valores referentes à frequência da fonte, velocidade do som e velocidade da fonte:

340 m / sf 230 Hz f 170 Hz

340 m / s 120 m / s


a) Dados: S17cm 0,17m; V 340 m/s.λ

SS M M M

V 340V f f f 2000 Hz.

0,17λ

λ

b) Dado: v 3,4 m / s.

Como as velocidades têm sentidos opostos, vem:

R S Rv V v 340 3,4 v 343,4 m/s.

Ondas


c) Usando a expressão do efeito Doppler:

RJ M J

S

v 343,4f f 2000 f 2020 Hz.

V 340

d) Dado: A 10cm 0,1m.λ

S

A

V 340f 3400Hz.

0,1λ

Aplicando novamente a expressão do efeito Doppler:

SA A

S

V 340f f 3400 f 3366,3 Hz.

V v 340 0,4


[D]

De acordo com o efeito Doppler para ondas sonoras, quando há:

- aproximação relativa entre a fonte e o observador, a frequência detectada é maior que a frequência emitida: o Af (t) f .

- afastamento relativo entre a fonte e o observador, a frequência detectada é menor que a frequência emitida: o Af (t) f .


[D]

Pode ocorrer reflexão nas paredes ou difração ( contorno de um obstáculo). Resposta da questão 28:

[B]

No primeiro caso, a onda está contornando o obstáculo difração.

No segundo caso, após haver difração nas fendas, as ondas estão interferindo interferência.

No terceiro caso, houve uma mudança de comprimento de onda devido à mudança de velocidade e de meio, o que caracteriza

uma refração refração. Resposta da questão 29:

01 + 02 + 04 = 07

01) Correto. As ondas sonoras são mecânicas e precisam de um meio material para se propagar.

02) Correto. C

E hf h

.

04) Correto. As frequências em questão guardam a seguinte relação.

ultra violeta visível inf ra vermelhof f f

vermelhorainfv isív elv ioletaultra EEE

08) Errado. O fenômeno em questão é a difração.

16) Falso. O aumento de vibração faz com que as moléculas se aproximem e a energia transmitida pela onda propague-se mais

rapidamente. Resposta da questão 30:

[B]

O fenômeno do batimento acontece quando temos duas ondas sonoras ressonantes de frequências ligeiramente diferentes, mas

muito próximas em que percebemos nitidamente variações de intensidade do som resultante, causados pela interferência

construtiva e destrutiva entre as duas ondas de frequências diferentes. Portanto, está correta a alternativa [B].

Ondas



[A]

Dados: v = 330 m/s; f = 440 Hz.

Se o Sr. Rubinato não está mais ouvindo o Lá é porque está ocorrendo interferência destrutiva. Para que ocorra tal fenômeno é

necessário que a diferença de percurso entre o ouvinte e as duas fontes ( no caso, ) seja um número ímpar (i) de meios

comprimentos de onda. O menor valor de é para i = 1.

v330f 0,375 m

2 2 2 400

38 cm.


[C]

Dados: 8c 3 10 m s; 8f 2,45 GHz 24,5 10 Hz.

Calculando o comprimento de onda:

8

8

c 3 100,12 m 12 cm.

f 24,5 10λ λ

A figura mostra uma onda estacionária.

A distância entre dois nodos é:

12d d 6 cm.

2 2

λ


[E]

Para a onda estacionária em questão, tem-se:

3 2 1L 0,5 m m

2 3 3λ λ λ

Sabendo que a velocidade da onda em função de sua frequência e de seu comprimento de onda é dada pela equação:

v fλ

E usando a velocidade dada, obtém-se a frequência pedida.

1v f 40 m / s m f f 120 Hz

3λ


[C]

O próximo é o 4º harmônico. No caso a flauta comporta-se como um tudo aberto, sendo a ordem do harmônico (n 4) igual a

do número de fusos. Se o comprimento de um fuso é igual ao de meio comprimento de onda, tem-se:

Ondas


L4 L .

2 2

λλ


9/4 Resposta da questão 36:

[D]

O som emitido tem a mesma frequência (f) da fonte emissora, no caso, a corda vibrante.

Da equação fundamental da ondulatória:

vv f .

fλ λ

Portanto, o valor do comprimento de onda em cada caso depende da velocidade de propagação do som e da onda na corda.

Ondas - AWS · PDF fileOndas 1 de 22 Prof. Allan Borçari 1. ... Ondas Sonoras> O texto...

Documents

Transcript of Ondas - AWS · PDF fileOndas 1 de 22 Prof. Allan Borçari 1. ... Ondas Sonoras> O texto...