Reflexão, Refração, Difração, Interferência e Fisiologia do som

1. (Uft 2011) Três amigos foram dispostos alinhadamente. O amigo do meio (A2) ficou separado do primeiro (A1) por 720 [m] e do terceiro amigo (A3) por 280 [m] de distância. O eco produzido por um obstáculo e gerado a partir de um tiro disparado por A1 foi ouvido 4 segundos após o disparo tanto por A1 como por A2. Qual o melhor valor que representa o tempo (contado após o disparo) para A3 ouvir este eco? Considere que a velocidade do som no ar seja 300 [m/s]. a) 2,7 segundos. b) 3,1 segundos. c) 4,7 segundos. d) 5,3 segundos. e) 6,9 segundos. 2. (G1 - cftmg 2011) Sobre a propagação da luz, assinale V para as afirmativas verdadeiras e, F para as falsas. ( ) Na reflexão da luz, em uma superfície espelhada, o ângulo de incidência é igual ao de reflexão. ( ) A luz se propaga em linha reta, com velocidade constante, em um determinado meio. ( ) Em uma superfície completamente irregular, o raio de luz incidente e o refletido estão em planos diferentes. A sequência correta encontrada é a) V, F, V. b) F, F, V. c) F, V, F. d) V, V, F. 3. (G1 - ifsp 2011) O eco é um fenômeno que consiste em se escutar um som após a reflexão da onda sonora emitida. Suponha que você e seu amigo encontrem-se separados 60 metros entre si, e ambos a 40 metros de um obstáculo A, perpendicular ao solo, que pode refletir ondas sonoras. Se seu amigo emitir um som, você perceberá que o intervalo de tempo entre o som refletido e o som direto será aproximadamente, em segundos, de Dado: velocidade do som no ar V = 340 m/s

a) 0,12. b) 0,20. c) 0,50. d) 0,80. e) 1,80. 4. (Upe 2011) Analise as proposições que se seguem: (2) Uma placa de vidro, ao ser imersa num líquido, deixa de ser vista. Isso é explicado pelo fato de o líquido e o vidro

terem o mesmo índice de refração.

(4) Nas lentes e nos espelhos, as imagens virtuais são sempre maiores do que o objeto. (6) Toda vez que a luz passar de um meio para outro de índice de refração diferente terá necessariamente de mudar de

direção. (8) As lentes convergentes têm focos reais, e as divergentes, focos virtuais. (10) A luz, ao passar obliquamente de um meio transparente para outro, nos quais suas velocidades de propagação são

diferentes, não sofre refração. A soma dos números entre parênteses que corresponde aos itens incorretos é igual a a) 4 b) 6 c) 20 d) 10 e) 16 5. (Unimontes 2011) A luz propaga-se com velocidade de módulo c = 3 x10

8 m/s no vácuo; no entanto, quando a

propagação se dá em um meio material, a velocidade será de módulo V < c. O índice de refração é definido como sendo c/V. Considerando que a luz é uma onda eletromagnética, imagine um feixe de luz monocromática que passa de um meio para outro, mudando, assim, o módulo V de sua velocidade. Nessa mudança de meio, a(s) propriedade(s) do feixe que não sofrerá(ão) alteração é(são) a) a frequência. b) o comprimento de onda. c) a frequência e o comprimento de onda. d) a amplitude, a frequência e o comprimento de onda. 6. (Ita 2011) Um filme fino de sabão é sustentado verticalmente no ar por uma argola. A parte superior do filme aparece escura quando é observada por meio de luz branca refletida. Abaixo da parte escura aparecem bandas coloridas. A primeira banda tem cor vermelha ou azul? Justifique sua resposta. 7. (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. 8. (Upe 2010) Próxima à superfície de um lago, uma fonte emite onda sonora de frequência 500 Hz e sofre refração na água. Admita que a velocidade de propagação da onda no ar seja igual a 300 m/s, e, ao se propagar na água, sua velocidade é igual a 1500 m/s. A razão entre os comprimentos de onda no ar e na água vale aproximadamente a) 1/3 b) 3/5 c) 3 d) 1/5 e) 1 9. (Uece 2010) Um feixe de luz verde monocromática de comprimento de onda λ = 500 x 10

-9 m passa do ar

(assuma nar=1 e c = 300 000 km/s) para um cristal de quartzo (nq = 1,5). Em condições normais, a frequência da onda é mantida inalterada. Assumindo estar nessas condições, a velocidade da onda de luz e o seu comprimento de onda no quartzo são, respectivamente a) 300 000 km/s e 500 x 10

-9 m.

b) 200 000 km/s e 500 x 10-9

m. c) 300 000 km/s e 333 x 10

-9 m.

d) 200 000 km/s e 333 x 10-9

m. 10. (Ueg 2010) Com base em seus estudos sobre movimento ondulatório, responda ao que se pede.

a) A interferência entre duas ondas atrapalha a propagação de ambas? Justifique.

b) Em uma interferência entre duas ondas ocorre perda de energia? Justifique.

11. (Ufmg 2010) Na Figura I, estão representados os pulsos P e Q, que estão se propagando em uma corda e se

aproximam um do outro com velocidades de mesmo módulo.

Na Figura II, está representado o pulso P, em um instante t, posterior, caso ele estivesse se propagando sozinho.

A partir da análise dessas informações, assinale a alternativa em que a forma da corda no instante t está

CORRETAMENTE representada.

a)

b)

c)

d) 12. (Ita 2010) Um feixe luminoso vertical, de 500 nm de comprimento de onda, incide sobre uma lente plano-convexa

apoiada numa lâmina horizontal de vidro, como mostra a figura.

Devido à variação da espessura da camada de ar existente entre a lente e a lâmina, torna-se visível sobre a lente uma

sucessão de anéis claros e escuros, chamados de anéis de Newton. Sabendo-se que o diâmetro do menor anel escuro

mede 2 mm, a superfície convexa da lente deve ter um raio de

a) 1,0 m. b) 1,6 m. c) 2,0 m. d) 4,0 m. e) 8,0 m. 13. (Ime 2010) Na figura, a situação 1 apresenta um bloco cúbico de madeira, de aresta 1 m, com metade de seu

volume imerso em água, sustentando o anteparo 2A e mantendo-o afastado 4,6 m do anteparo 1A , sobre o qual

estão duas fendas separadas de 2 mm. Na situação 2, troca-se a água por um líquido de densidade menor, mantendo o mesmo nível H. Coloca-se uma prancha de massa desprezível e de comprimento 20 cm, apoiada pela aresta superior direita do bloco e a borda do tanque. Em

seguida, um corpo puntiforme de massa 62 10 kg e carga positiva de 62 10 C é abandonado do ponto mais alto da

prancha, deslizando sem atrito. Ao sair da prancha, com velocidade 2 m/s , penetra em um campo magnético

uniforme B = 4 T, com as linhas de indução paralelas ao plano do papel, descrevendo uma trajetória helicoidal de raio

6 / 8 m. Neste momento incide, na fenda localizada no teto, uma luz monocromática que, ao passar pelas fendas

em 1A , produz em 2A duas franjas claras consecutivas separadas por 1,6 mm. Admitindo a densidade da água igual a

1, determine: a) o comprimento de onda da luz incidente nos anteparos; b) a densidade do líquido na situação 2.

14. (Enem 2ª aplicação 2010) Um garoto que passeia de carro com seu pai pela cidade, ao ouvir o rádio, percebe que a sua estação de rádio preferida, a 94,9 FM, que opera na banda de frequência de megahertz, tem seu sinal de transmissão superposto pela transmissão de uma rádio pirata de mesma frequência que interfere no sinal da emissora do centro em algumas regiões da cidade. Considerando a situação apresentada, a rádio pirata interfere no sinal da rádio pirata interfere no sinal da rádio do centro devido à a) atenuação promovida pelo ar nas radiações emitidas. b) maior amplitude da radiação emitida pela estação do centro. c) diferença de intensidade entre as fontes emissoras de ondas. d) menor potência de transmissão das ondas da emissora pirata. e) semelhança dos comprimentos de onda das radiações emitidas. 15. (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.

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. 16. (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. 17. (Uece 2010) Os termos a seguir estão relacionados às ondas sonoras. I - Volume se refere à intensidade da sensação auditiva produzida por um som e depende da intensidade e da

frequência da onda.

II - Altura se refere a uma qualidade da onda que depende somente da sua frequência: quanto menor a frequência

maior a altura.

III - Batimento se refere às flutuações na intensidade do som quando há interferência de duas ondas sonoras de mesma

frequência.

IV - Timbre é uma característica que depende da frequência e da intensidade dos tons harmônicos que se superpõem

para formar a onda sonora.

Está correto o que se afirma em a) I e II, apenas. b) II e III, apenas. c) III e IV, apenas. d) I e IV, apenas. 18. (Ufpe 2010) Quando uma pessoa se encontra a 0,5 m de uma fonte sonora puntiforme, o nível de intensidade do som emitido é igual a 90 dB. A quantos metros da fonte ela deve permanecer de modo que o som tenha a intensidade reduzida ao nível mais suportável de 70 dB? O nível de intensidade sonora, medido em decibéis (dB), é calculado através da relação: N = 10 log (I/I0), onde I0 é uma unidade padrão de intensidade. 19. (Fgvrj 2010) A avaliação audiológica de uma pessoa que apresentava dificuldades para escutar foi realizada determinando-se o limiar de nível sonoro de sua audição (mínimo audível), para várias frequências, para os ouvidos direito e esquerdo separadamente. Os resultados estão apresentados nos gráficos abaixo, onde a escala de frequência é logarítmica, e a de nível sonoro, linear.

A partir desses gráficos, pode-se concluir que essa pessoa a) não escuta um sussurro de 18 dB, independente de sua frequência. b) percebe o som da nota musical lá, de 440 Hz, apenas com o ouvido esquerdo, independente do nível sonoro. c) é surda do ouvido esquerdo. d) escuta os sons de frequências mais altas melhor com o ouvido direito do que com o esquerdo. e) escuta alguns sons sussurrados, de frequência abaixo de 200 Hz, apenas com o ouvido direito. 20. (Ueg 2010) A sensibilidade do ouvido humano varia de acordo com a idade. À medida que as pessoas envelhecem,

a máxima frequência audível diminui, enquanto o nível de intensidade sonora deve aumentar para ser detectável.

Sobre as características da audição humana é correto afirmar:

a) o aumento da frequência traz um acréscimo no comprimento e na velocidade de propagação da onda sonora, melhorando a sensibilidade do ouvido para aquela frequência.

b) os ruídos de baixa frequência (ruídos graves) e alta frequência (ruídos agudos) fazem vibrar as mesmas regiões da membrana basilar.

c) seu limite inferior, em nível de intensidade sonora, é 0 decibel, que representa uma intensidade de 10-12

W/m2.

d) quanto maior a intensidade do som, menor a vibração do tímpano e menor o deslocamento basilar. 21. (Pucrs 2010) Em relação às ondas sonoras, é correto afirmar:

a) O fato de uma pessoa ouvir a conversa de seus vizinhos de apartamento através da parede da sala é um exemplo de reflexão de ondas sonoras.

b) A qualidade fisiológica do som que permite distinguir entre um piano e um violino, tocando a mesma nota, é chamada de timbre e está relacionada com a forma da onda.

c) Denominam-se infrassom e ultrassom as ondas sonoras cujas frequências estão compreendidas entre a mínima e a máxima percebidas pelo ouvido humano.

d) A grandeza física que diferencia o som agudo, emitido por uma flauta, do som grave, emitido por uma tuba, é a amplitude da onda.

e) A propriedade das ondas sonoras que permite aos morcegos localizar obstáculos e suas presas é denominada refração.

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Todos os métodos de diagnose médica que usam ondas ultrassônicas se baseiam na reflexão do ultrassom nas

interfaces (superfícies de separação entre dois meios) ou no efeito Doppler produzido pelos movimentos dentro do

corpo. A informação diagnóstica sobre a profundidade das estruturas no corpo pode ser obtida enviando um pulso de

ultrassom através do corpo e medindo-se o intervalo de tempo entre o instante de emissão do pulso e o de recepção

do eco. Uma das aplicações do efeito Doppler é examinar o movimento das paredes do coração, principalmente dos

fetos. Para isso, ondas ultrassônicas de comprimentos de onda de 0,3 mm são emitidas na direção do movimento da

parede cardíaca. Como boa aproximação, a velocidade do ultrassom no corpo humano vale 1500 m/s.

22. (Ueg 2010) Num exame oftalmológico, detectou-se um eco proveniente de um elemento estranho no humor

vítreo. O intervalo de tempo entre o pulso emitido e o eco recebido foi de 0,01 ms. A que distância da córnea se localiza

o corpo estranho?

a) 0,45 cm b) 0,55 cm c) 0,65 cm d) 0,75 cm 23. (Fuvest 2009) Em um grande tanque, uma haste vertical sobe e desce continuamente sobre a superfície da água,

em um ponto P, com frequência constante, gerando ondas, que são fotografadas em diferentes instantes. A partir

dessas fotos, podem ser construídos esquemas, onde se representam as cristas (regiões de máxima amplitude) das

ondas, que correspondem a círculos concêntricos com centro em P. Dois desses esquemas estão apresentados ao lado,

para um determinado instante

t0 = 0 s e para outro instante posterior, t = 2 s. Ao incidirem na borda do tanque, essas ondas são refletidas, voltando a

se propagar pelo tanque, podendo ser visualizadas através de suas cristas. Considerando os esquemas a seguir.

a) Estime a velocidade de propagação V, em m/s, das ondas produzidas na superfície da água do tanque.

b) Estime a frequência f, em Hz, das ondas produzidas na superfície da água do tanque.

c) Represente as cristas das ondas que seriam visualizadas em uma foto obtida no instante t = 6,0 s, incluindo as ondas

refletidas pela borda do tanque.

NOTE E ADOTE: Ondas, na superfície da água, refletidas por uma borda vertical e plana, propagam-se como se tivessem

sua origem em uma imagem da fonte, de forma semelhante à luz refletida por um espelho.

24. (Unifesp 2009) O gráfico da figura mostra uma onda luminosa em dois meios com índices de refração diferentes. A

interface que separa os meios encontra-se na coordenada x = 0. O meio com índice de refração n1 = 1,0 ocupa a região

x < 0 e o meio com índice de refração n2 ocupa a região x > 0.

Analisando o gráfico, é possível afirmar que o índice de refração n2 é:

a) 2,0. b) 1,8. c) 1,5. d) 1,3. e) 1,2. 25. (Ufmg 2009) Numa aula no Laboratório de Física, o professor faz, para seus alunos, a experiência que se descreve a seguir. Inicialmente, ele enche de água um recipiente retangular, em que há duas regiões - I e II -, de profundidades diferentes. Esse recipiente, visto de cima, está representado nesta figura:

No lado esquerdo da região I, o professor coloca uma régua a oscilar verticalmente, com frequência constante, de modo a produzir um trem de ondas. As ondas atravessam a região I e propagam-se pela região II, até atingirem o lado direito do recipiente. Na figura, as linhas representam as cristas de onda dessas ondas. Dois dos alunos que assistem ao experimento fazem, então, estas observações: Bernardo: “A frequência das ondas na região • I é menor que na região II.” Rodrigo: “A velocidade das ondas na região • I é maior que na região II.” Considerando-se essas informações, é correto afirmar que: a) Apenas a observação do Bernardo está certa. b) Apenas a observação do Rodrigo está certa. c) Ambas as observações estão certas. d) Nenhuma das duas observações está certa.

26. (Unesp 2009) A figura mostra um fenômeno ondulatório produzido em um dispositivo de demonstração chamado tanque de ondas, que neste caso são geradas por dois martelinhos que batem simultaneamente na superfície da água 360 vezes por minuto. Sabe-se que a distância entre dois círculos consecutivos Mdas ondas geradas é 3,0 cm.

Pode-se afirmar que o fenômeno produzido é a: a) interferência entre duas ondas circulares que se propagam com velocidade de 18 cm/s. b) interferência entre duas ondas circulares que se propagam com velocidade de 9,0 cm/s. c) interferência entre duas ondas circulares que se propagam com velocidade de 2,0 cm/s. d) difração de ondas circulares que se propagam com velocidade de 18 cm/s. e) difração de ondas circulares que se propagam com velocidade de 2,0 cm/s. 27. (Ita 2009) Uma lâmina de vidro com índice de refração n em forma de cunha é iluminada perpendicularmente por

uma luz monocromática de comprimento de onda λ. Os raios refletidos pela superfície superior e pela inferior

apresentam uma série de franjas escuras com espaçamento e entre elas, sendo que a m-ésima encontra-se a uma

distância x do vértice. Assinale o ângulo θ, em radianos, que as superfícies da cunha formam entre si.

a) 2ne

b) 4ne

c) (m 1)

2nme

d) (2m 1)

4nme

e) (2m 1)

4nme

28. (Ita 2009) Luz monocromática, com 500 nm de comprimento de onda, incide numa fenda retangular em uma placa,

ocasionando a dada figura de difração sobre um anteparo a 10 cm de distância.

Então, a largura da fenda é:

a) 1,25 μm.

b) 2,50 μm.

c) 5,00 μm.

d) 12, 50 μm.

e) 25,00 μm. 29. (Uel 2009) Presença indesejável sobre os alimentos, as moscas são também fonte de inspiração. Um bom exemplo

disso é "Mosca na sopa" de Raul Seixas gravada em 1973.

Associe os trechos em negrito da letra, coluna 1, com o fenômeno físico a estes correspondente, coluna 2.

Assinale a alternativa que contém a associação CORRETA das colunas.

a) 1 - d; 2 - a; 3 - c; 4 - b. b) 1 - b; 2 - a; 3 - c; 4 - d. c) 1 - a; 2 - b; 3 - d; 4 - c. d) 1 - d; 2 - c; 3 - a; 4 - b. e) 1 - b; 2 - c; 3 - a; 4 - d. 30. (Uel 2009) Os morcegos, mesmo no escuro, podem voar sem colidir com os objetos a sua frente. Isso porque esses

animais têm a capacidade de emitir ondas sonoras com frequências elevadas, da ordem de 120.000 Hz, usando o eco

para se guiar e caçar. Por exemplo, a onda sonora emitida por um morcego, após ser refletida por um inseto, volta para

ele, possibilitando-lhe a localização do mesmo.

Sobre a propagação de ondas sonoras, pode-se afirmar que:

a) O som é uma onda mecânica do tipo transversal que necessita de um meio material para se propagar. b) O som também pode se propagar no vácuo, da mesma forma que as ondas eletromagnéticas. c) A velocidade de propagação do som nos materiais sólidos em geral é menor do que a velocidade de propagação do

som nos gases. d) A velocidade de propagação do som nos gases independe da temperatura destes. e) O som é uma onda mecânica do tipo longitudinal que necessita de um meio material para se propagar. 31. (Ufc 2009) Duas fontes puntiformes, separadas por uma distância ℓ, emitem ondas esféricas em um meio

homogêneo isotrópico, com potências P1 e P2. Suponha que o meio não absorva energia. Em um ponto Q, situado entre

as duas fontes sobre a linha que as une, as intensidades das duas ondas são iguais. Assinale a alternativa que contém a

distância do ponto Q à fonte de potência P1, em função de ℓ, se P1 = 4P2.

a) 4ℓ. b) ℓ/5. c) 2ℓ/3. d) ℓ/3. e) 3ℓ/5. 32. (Ita 2008) Um apreciador de música ao vivo vai a um teatro, que não dispõe de amplificação eletrônica, para assistir

a um show de seu artista predileto. Sendo detalhista, ele toma todas as informações sobre as dimensões do auditório,

cujo teto é plano e nivelado. Estudos comparativos em auditórios indicam preferência para aqueles em que seja de 30

ms a diferença de tempo entre o som direto e aquele que primeiro chega após uma reflexão. Portanto, ele conclui que

deve se sentar a 20 m do artista, na posição indicada na figura. Admitindo a velocidade do som no ar de 340 m/s, a que

altura h deve estar o teto com relação a sua cabeça?

33. (Fgv 2008) A figura mostra um pulso que se aproxima de uma parede rígida onde está fixada a corda. Supondo que

a superfície reflita perfeitamente o pulso, deve-se esperar que no retorno, após uma reflexão, o pulso assuma a

configuração indicada em

34. (Unifesp 2008) A figura representa um pulso se propagando em uma corda.

Pode-se afirmar que, ao atingir a extremidade dessa corda, o pulso se reflete

a) se a extremidade for fixa e se extingue se a extremidade for livre. b) se a extremidade for livre e se extingue se a extremidade for fixa. c) com inversão de fase se a extremidade for livre e com a mesma fase se a extremidade for fixa. d) com inversão de fase se a extremidade for fixa e com a mesma fase se a extremidade for livre. e) com mesma fase, seja a extremidade livre ou fixa. 35. (Ufrgs 2008) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir, na ordem em que

aparecem.

Três meios transparentes, A, B e C, com índices de refração nA, nB e nC, respectivamente, são dispostos como indicado

na figura a seguir.

Uma frente de onda plana monocromática incide sobre os meios A e B. A fase da onda que passa por B apresenta um

atraso em relação à que passa por A. Portanto, o índice nA é ___________ que o índice nB. Após essas ondas

atravessarem o meio C, o atraso ∆t correspondente é ______________ anterior.

a) menor - menor que o b) maior - menor que o c) menor - maior que o d) menor - igual ao e) maior - igual ao 36. (Ufmg 2008) Quando uma onda sonora incide na superfície de um lago, uma parte dela é refletida e a outra é

transmitida para a água. Sejam fi a frequência da onda incidente, fr a frequência da onda refletida e ft a frequência da

onda transmitida para a água.

Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que

a) fr = fi e ft > fi . b) fr < fi e ft > fi . c) fr = fi e ft = fi . d) fr < fi e ft = fi . 37. (Ita 2008) No estudo de ondas que se propagam em meios elásticos, a impedância característica de um material é

dada pelo produto da sua densidade pela velocidade da onda nesse material, ou seja, z = μv. Sabe-se, também, que

uma onda de amplitude a1, que se propaga em um meio 1 ao penetrar em uma outra região, de meio 2, origina ondas,

refletida e transmitida, cujas amplitudes são, respectivamente, como o mostrado na figura 1.

Num fio, sob tensão τ, a velocidade da onda nesse meio é dada por v = ( / )τ μ . Considere agora o caso de uma onda

que se propaga num fio de densidade linear μ (meio 1) e penetra num trecho desse fio em que a densidade linear muda

para 4μ (meio 2). Indique a figura que representa corretamente as ondas refletida (r) e transmitida (t).

z

z

r 1 t 1z z

z z

11

22a a a a1 2

1 12 1

a)

b)

c)

d)

e)

38. (Ufms 2008) Um alto falante emite ondas sonoras com uma frequência constante, próximo à superfície plana de

um lago sereno, onde os raios das frentes de ondas incidem obliquamente à superfície do lago com um ângulo de

incidência θi = 10°. Sabe-se que a velocidade de propagação do som no ar é de 355 m/s, enquanto que, na água, é de

1.500 m/s. A figura mostra o raio incidente, e as linhas 1 e 2 representam possíveis raios da onda sonora refratados na

água. Considere que as leis de refração para ondas sonoras sejam as mesmas para a luz. Com fundamento nessas

afirmações, assinale a alternativa CORRETA.

a) A linha que representa corretamente o raio refratado na água é a linha 1, e o ângulo de refração θ com a normal é menor que 10

°.

b) A linha que representa corretamente o raio refratado é a linha 2, e o ângulo de refração θ com a normal é maior que 46

°.

c) A frequência da onda sonora que se propaga na água é maior que a frequência da onda sonora que se propaga no ar. d) O comprimento de onda do som que se propaga no ar é maior que o comprimento de onda do som que se propaga

na água. e) Se o meio ar não é dispersivo para a onda sonora, então a velocidade do som depende da frequência nesse meio. 39. (Ita 2008) Um feixe de luz é composto de luzes de comprimentos de onda λ1 e λ2, sendo λ1 15% maior que λ2. Esse

feixe de luz incide perpendicularmente num anteparo com dois pequenos orifícios, separados entre si por uma

distância d. A luz que sai dos orifícios é projetada num segundo anteparo, onde se observa uma figura de interferência.

Pode-se afirmar então, que

a) o ângulo de arcsen (5λ1/d) corresponde à posição onde somente a luz de comprimento de onda λ1 é observada. b) o ângulo de arcsen (10λ1/d) corresponde à posição onde somente a luz de comprimento de onda λ1 é observada. c) o ângulo de arcsen (15λ1/d) corresponde à posição onde somente a luz de comprimento de onda λ1 é observada. d) o ângulo de arcsen (10λ2/ corresponde à posição onde somente a luz de comprimento de onda λ2 é observada. e) o ângulo de arcsen (15λ2/d) corresponde à posição onde somente a luz de comprimento de onda λ2 é observada. 40. (Ufpe 2008) A figura a seguir ilustra esquematicamente o aparato usado na experiência de Young (de fenda dupla)

para observação da interferência óptica. As fendas estão separadas por d = 10 μm e a distância delas ao anteparo é D =

1,0 m. Qual o valor da distância y, em cm, correspondente ao terceiro máximo lateral do padrão de interferência

quando as duas fendas são iluminadas por luz de comprimento de onda igual a 0,5 μm?

41. (Uece 2008) Uma experiência de interferência de fenda dupla é realizada com luz azul-esverdeada de comprimento

de onda igual a 512 nm. As fendas estão separadas, entre si, por uma distância de 1,2 mm. Uma tela é localizada a uma

distância de 5,4 m do anteparo que contém as fendas. A distância, em milímetros, que separa as franjas brilhantes

consecutivas vistas sobre a tela é, aproximadamente:

a) 2,3 b) 4,0 c) 5,2 d) 1,2 42. (Pucmg 2008) Para que ocorra a interferência de ondas, produzindo o padrão característico de regiões definidas de

máximos e mínimos, é necessário que as ondas:

a) propaguem-se no mesmo meio e estejam em fase entre si. b) sejam do mesmo tipo: ou transversais, ou longitudinais. c) tenham comprimentos de ondas e frequências iguais e amplitudes diferentes. d) tenham a mesma amplitude e a mesma frequência. 43. (Ita 2008) Indique a opção que explicita o representado pelo gráfico da figura:

a) A soma de uma frequência fundamental com a sua primeira harmônica mais a sua segunda harmônica, todas elas de

mesma amplitude. b) A soma de uma frequência fundamental com a sua primeira harmônica de amplitude 5 vezes menor mais a segunda

harmônica de amplitude 10 vezes menor. c) A soma de uma frequência fundamental com a sua segunda harmônica, ambas com amplitudes iguais. d) A soma de uma frequência fundamental com a sua segunda harmônica com metade da amplitude. e) A soma de uma frequência fundamental com a sua primeira harmônica com metade da amplitude. 44. (Uece 2008) Na figura a seguir, C é um anteparo e S0, S1 e S2 são fendas nos obstáculos A e B.

Assinale a alternativa que contém os fenômenos ópticos esquematizados na figura.

a) Reflexão e difração b) Difração e interferência c) Polarização e interferência d) Reflexão e interferência 45. (Ufscar 2008) Você já sabe que as ondas sonoras têm origem mecânica. Sobre essas ondas, é certo afirmar que:

a) em meio ao ar, todas as ondas sonoras têm igual comprimento de onda. b) a velocidade da onda sonora no ar é próxima a da velocidade da luz nesse meio. c) por resultarem de vibrações do meio na direção de sua propagação, são chamadas transversais. d) assim como as ondas eletromagnéticas, as sonoras propagam-se no vácuo. e) assim como as ondas eletromagnéticas, as sonoras também sofrem difração. 46. (G1 - uftpr 2008) Sobre ondas sonoras, considere as seguintes afirmações:

I - As ondas sonoras são ondas transversais.

II - O eco é um fenômeno relacionado com a reflexão da onda sonora.

III - A altura de um som depende da frequência da onda sonora.

Está(ão) correta(s) somente:

a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. 47. (Ueg 2008) A curva limiar de audição, apresentada no gráfico, mostra que a intensidade mínima (limiar de audição)

para que se consiga ouvir um som depende de sua frequência. Considere o ar como o meio de propagação.

Com base na análise do gráfico, é CORRETO afirmar:

a) O limiar de audição inicia-se para frequências superiores a 80 kHz. b) Para um som de 1000 Hz, o comprimento de onda da onda é de 0,34 m. c) A menor frequência para o limiar de sensação dolorosa é de 2 kHz. d) Para que a frequência de 100 Hz seja audível, a intensidade sonora deve ser maior que 100 dB. 48. (Uece 2008) Quando diferentes tipos de instrumentos musicais, como flauta, saxofone e piano, produzem a mesma

nota musical, os sons resultantes diferem uns dos outros devido

a) às diferentes composições de harmônicos gerados por cada instrumento. b) às diferentes intensidades das ondas sonoras. c) às diferentes frequências sonoras produzidas. d) aos diferentes comprimentos de ondas fundamentais. 49. (Ufc 2008) Sonoridade ou intensidade auditiva é a qualidade do som que permite ao ouvinte distinguir um som

fraco (pequena intensidade) de um som forte (grande intensidade). Em um jogo de futebol, um torcedor grita "gol"

com uma sonoridade de 40 dB. Assinale a alternativa que fornece a sonoridade (em dB), se 10000 torcedores gritam

"gol" ao mesmo tempo e com a mesma intensidade.

a) 400000 b) 20000 c) 8000 d) 400 e) 80 50. (Ufg 2008) Os morcegos são mamíferos voadores que dispõem de um mecanismo denominado bio-sonar ou

ecolocalizador que permite ações de captura de insetos ou o desvio de obstáculos. Para isso, ele emite um ultrassom a

uma distância de 5 m do objeto com uma frequência de 100 kHz e comprimento de onda de 3,5 × 10-3

m. Dessa forma,

o tempo de persistência acústica (permanência da sensação auditiva) desses mamíferos voadores é, aproximadamente,

a) 0,01 s.

b) 0,02 s. c) 0,03 s. d) 0,10 s. e) 0,30 s. 51. (G1 - cps 2008)

A repórter Paula carrega um microfone, que tem a função de captar o som para poder transmiti-lo. O som possui, no ar,

uma velocidade que depende, dentre outros fatores, da temperatura ambiente. À temperatura de 0 °C, a velocidade do

som vale, aproximadamente, 331,5 m/s e este valor sofre um aumento de 55 cm/s a cada acréscimo de 1°C na

temperatura ambiente.

Quando a velocidade do som, no ar, for de 353,5 m/s, a temperatura do ar, em °C, será

a) 12,1. b) 20,8. c) 23,4. d) 37,6. e) 40,0. 52. (Pucrs 2008) O eco é o fenômeno que ocorre quando um som emitido e seu reflexo em um anteparo são

percebidos por uma pessoa com um intervalo de tempo que permite ao cérebro distingui-los como sons diferentes.

Para que se perceba o eco de um som no ar, no qual a velocidade de propagação é de 340 m/s, é necessário que haja

uma distância de 17,0 m entre a fonte e o anteparo. Na água, em que a velocidade de propagação do som é de

1.600m/s, essa distância precisa ser de:

a) 34,0 m b) 60,0 m c) 80,0 m d) 160,0 m e) 320,0 m 53. (G1 - cps 2008) Após realizar uma entrevista, a repórter Paula ouve sua própria voz gravada e percebe que ela é

diferente, tendo a sensação de que sua voz ficou mais grave.

O editor de som explica que, ao falar, Paula ouve sua voz de duas maneiras. Uma por via externa, por onde as ondas

sonoras que ela emite se propagam pelo ar, saindo de sua boca e chegando a seus ouvidos. E a outra por via interna,

por onde o som se propaga através da vibração de um conjunto de ossos do pescoço da cabeça, levando o som

diretamente para os nervos auditivos. Portanto, para todas as pessoas, menos para Paula, o tom da voz gravada é o

mesmo voz falada.

Com base nas explicações do editor de som, considere as afirmações a seguir:

I. Para a equipe de reportagem, a voz da repórter e a voz da repórter gravada possuem tons diferentes.

II. A equipe de reportagem e Paula ouvem o mesmo tom da voz gravada, pois aqui o som está se propagando apenas

pelo ar.

III. Paula percebe diferença entre sua voz e a gravada porque o som percorre dois caminhos diferentes, via interna e via

externa.

São válidas as afirmações contidas em

a) III, apenas. b) I e II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 54. (Uepg 2008) A respeito dos fenômenos que ocorrem na propagação de ondas sonoras, assinale o que for correto.

01) Eco e reverberação são fenômenos ocasionados pela reflexão de ondas sonoras. 02) Difração é um fenômeno que permite que uma onda sonora contorne um obstáculo. 04) Em auditórios acusticamente mal planejados, ocorre refração, também chamada de continuidade sonora. 08) Intensidade sonora é a taxa média de transferência de energia. 16) A superposição de ondas sonoras ocasiona interferência.

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Consulte os dados a seguir, para resolver as questões, quando for necessário.

- aceleração da gravidade: g = 10 m/s2.

- densidade da água: 1,0 g/cm3.

- densidade da madeira: 0,80 g/cm3.

55. (G1 - cftmg 2008) Em uma orquestra, uma flauta e um violino emitem sons de mesma altura e de mesma

amplitude. Uma pessoa sentada à mesma distância desses instrumentos perceberá sons de:

a) frequências e timbres iguais. b) frequências e intensidades iguais. c) mesmo timbre e intensidades diferentes. d) mesma frequência e intensidades diferentes.

Gabarito: Resposta da questão 1: [C] Consideremos que o som sofra reflexão difusa no obstáculo (O), possibilitando que os três amigos recebam o som refletido (eco). Como (A1) e (A2) ouvem o eco ao mesmo tempo, eles devem estar à mesma distância do obstáculo (O) como ilustrado na figura, gastando o mesmo tempo na ida e na volta:

ida volta ida voltat t 4 t t 2 s.

Como a velocidade do som é 300 m/s, em 4 s são percorridos 1.200 m, sendo 600 m da ida e 600 m da volta, como também mostra a figura.

No triângulo retângulo OMA2, temos:

360cos cos 0,6.

600

Como α e θ são ângulos suplementares:

cos cos cos 0,6.

Aplicando o teorema dos cossenos no triângulo OA2A3:

2 2 2

2

d 600 280 2 600 280 0,6

d 360.000 78.400 201.600 640.000

d 800 m.

O tempo gasto (t3) para o som ir de O até A3 é:

3

d 800t 2,7 s.

v 300

O tempo total de percurso do som desde o disparo por A1 até refletir no obstáculo e atingir A3 é:

total ida 3t t t 2 2,7 4,7 s.

Resposta da questão 2: [D] A primeira afirmativa está correta, pois consta das leis da reflexão; A segunda está correta: é o princípio da propagação retilínea da luz; A terceira está errada, pois contraria as leis da reflexão. Resposta da questão 3: [A]

A figura a seguir ilustra os dois percursos realizados pelo som.

– Para o som direto a distância percorrida é distância entre você e o seu amigo: Ddir = 60 m. – Para o som refletido temos:

2 2 2

1 1d 30 40 d 50 m.

Como o ângulo de incidência é igual ao de reflexão: d1 = d2 = 50 m. A distância percorrida é, então, Dreflet = d1 + d2 = 100 m. A diferença de percurso é:

D = 100 – 60 = 40 m. O intervalo de tempo entre as recepções dos dois sons é:

D 40t t 0,12 s.

V 340

Resposta da questão 4: [C] (2) Verdadeiro: para que a placa possa ser vista é necessário a reflexão, que só ocorre quando a luz atinge uma

superfície de separação entre dois meios de índices de refração diferentes. (4) Falso: no espelho plano, a imagem de objeto real é virtual e do mesmo tamanho do objeto. (6) Falso: se a incidência for perpendicular à superfície de separação, o raio não mudará a sua direção após a reflexão. (8) Verdadeiro: em uma lente convergente, raios paralelos ao eixo convergem para o foco. Nas lentes divergentes, os

prolongamentos dos raios refratados convergem para o foco. (10) Falso: refração é a passagem da luz de um meio para outro, com índice de refração diferente. Resposta da questão 5: [A] A frequência nunca muda por depender da fonte. Como a velocidade muda, o comprimento de onda também muda.

Não esqueça V f . Resposta da questão 6: A Fig. 1 ilustra um raio de luz sofrendo reflexões nas duas faces de um filme.

As bandas coloridas começam a aparecer, quando ocorrem interferências construtivas.

Para que ocorra esse tipo de interferência, a diferença de percurso (x) deve ser igual a um múltiplo inteiro do

comprimento de onda () no interior do filme. Para uma incidência quase frontal, a diferença de percurso é praticamente igual ao dobro da espessura do filme:

x = k 2 e = k (k = 0, 1, 2, 3...) Porém, quando a luz propaga-se do meio (–) refringente para o (+) refringente, a reflexão ocorre com inversão de fase. É o que ocorre na primeira face. Mas a reflexão na segunda face é sem inversão de fase, pois o sentido de propagação é do meio (+) para o (–) refringente. Essa defasagem de 180° corresponde à diferença adicional de percurso igual a meio comprimento de onda. Assim:

x = k + 2

2 e = 1

k2

(k = 0, 1, 2, 3...)

A Fig. 2 mostra a vista lateral do filme vertical que, devido à ação da gravidade, é menos espesso na parte superior, ou seja, de cima para baixo, a espessura é crescente. Analisando a expressão deduzida acima, concluímos que existe uma espessura mínima para que ocorra interferência construtiva, correspondendo à radiação de menor comprimento de onda visível. A partir dessa espessura mínima, bandas de maior comprimento de onda vão sendo observadas. Assim, a primeira banda tem cor azul, pois a radiação azul tem comprimento de onda menor que a vermelha. Resposta da questão 7: [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 8: [D]

V f ar ar

água água

V .f

V .f

ar

água

500

1500

ar

água

1

3

Resposta da questão 9: [D]

Dados: c = 3 108 m/s; = 500 10

–9 m; nq = 1,5.

Da definição de índice de refração:

nq = q q

c

v

q

q

99

q

q

c 300.000v 200.000 km/s.

n 1,5

500 10333 10 m.

1,5

Resposta da questão 10:

a) Não. Pelo Princípio da Independência, cada onda, após a interferência, segue normalmente sua trajetória. Apenas as

amplitudes se somam no instante de interferência.

b) Não. A energia transportada por uma onda depende da potência da fonte emissora. Resposta da questão 11:

[D]

Notamos que a crista do pulso P deslocou 30 unidades (de 30 até 60) para a direita. Como as velocidades têm mesmo módulo, a crista do pulso Q também deslocou 30 unidades, mas para esquerda, atingindo, então, a posição 80. Resposta da questão 12: [C]

Na figura acima:

AB: superfície plana sobre a qual se apoia anel;

OPDQ: secção da esfera que contém a lente. O raio da esfera é CO = R

SQ: raio de um dos anéis. SQ = r;

RQ: espessura da lâmina de ar. RQ = e.

Pela propriedade geométrica das cordas secantes podemos escrever:

(PS) (SQ) = (OS) (SD) r2 = e (2R – e) r

2 = 2 e R – e

2

Como nos casos de interferência, e é muito menor que R, o termo e2 pode ser desprezado. Então:

r2 = 2eR

2re

2R(equação 1)

Os pontos de interferência destrutiva (anéis escuros) ocorrem para:

2k

2e 2 k 1 2e2 2 2 2 2

e k

2. (equação 2)

Igualando (1) e (2), e fazendo k = 1 (anel de menor raio), temos:

2 2r rR

2R 2.

Com os dados fornecidos: = 500 nm = 510–7

m e r = 1 mm = 110–3

m, vem:

R =

23

7

1 10

5 10 R = 2 m.

Resposta da questão 13:

a) Dados: L = 20 cm; m = 210–6

kg; q = 210–6

C; B = 4 T; v = 2 m/s; R = 6

m.8

Desprezemos efeitos gravitacionais sobre a partícula eletrizada. O raio da trajetória helicoidal é:

6

6

62 10 4mv sen | q | BR 38R sen sen | q | B mv 22 10 2

60 30 .

Analisando a figura a seguir:

h 1 hsen30 h 10 cm.

L 2 20

Na situação 1, o bloco está com metade de sua altura emersa, ou seja 50 cm. Na situação 2 a altura emersa é h = 10 cm. Logo o bloco desce 40 cm = 0,4 m. A distância D das fendas ao anteparo A2 é:

D 4,6 0,4 D 5 m.

A distância entre as fendas é d = 2 mm = 210–3

m.

A distância entre duas franjas claras consecutivas é y = 1,6 mm = 1,610–3

m. O comprimento de onda pode ser calculado pela expressão:

3 3

7

yd 1,6 10 2 10

D 5

6,4 10 m.

b) Situação 1: Vimerso = 0,5V; água

= 1; situação 2: Volume imerso 0,9V

Nas duas situações, o peso é equilibrado pelo empuxo. Então:

1 água

líq água líq água

2 líq

líq

mg E mg 0,5Vg 5 5 0,9Vg 0,5Vg 1

mg E mg 0,9Vg 9 9

55,6.

9

Resposta da questão 14:

[E] Da equação fundamental da ondulatória:

c c

p p

Para a rádio do centro: v f

Para a rádio pirata: v f

Como a velocidade de propagação da onda é a mesma, pois se trata do mesmo meio (ar), se as frequências são iguais, os comprimentos onde também o são. Resposta da questão 15: [D] Pode ocorrer reflexão nas paredes ou difração ( contorno de um obstáculo). Resposta da questão 16: [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 17: [D] Justificando as incorretas:

II – Incorreta. Quanto menor a frequência, menor a altura.

III – Incorreta. Batimento se refere às flutuações na intensidade do som quando há interferência de duas ondas sonoras de frequência muito próximas. Resposta da questão 18: 05m. Comentário: embora a gramática admita para o plural de decibel os termos decibels ou decibéis, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades, ao se fazer o plural de uma grandeza proveniente de nome próprio (Alexander Graham Bell) deve-se apenas acrescentar o “s”. Na Física, fica mais elegante escrevermos, portanto, decibels. Resolução:

Dados: 1N = 90 dB; 2N = 70 dB; 1R = 0,5 m.

Aplicando a definição de nível sonoro aos dois casos:

9 91 1 11 1 0 7

0 0 0 22

97 72 2 2 1

2 2 00 0 0

l I IN 10log 90 10log 10 I 10 I

I I I I 10 10 .

l I I I 10N 10log 70 10log 10 I 10 I

I I I

A intensidade da onda é dada pela razão entre a potência de fonte e a área abrangida. Para uma fonte puntiforme emitindo em todas as direções, temos:

2 22 212 2 2 1 1

21 1 2 1 2 22

1

2

PI R I R 10 I 0,5 0,5

10 R 10 0,5 PI I R I R R

R

R 5 m.

Resposta da questão 19: [E]

O gráfico nos dá a menor intensidade sonora que cada ouvido da pessoa pode perceber, ou seja: somente são escutados sons com intensidades acima da linha do gráfico para cada ouvido. Por exemplo, para a frequência de 1.000 Hz, o ouvido direito começa a ouvir a partir da intensidade de 63 dB e o esquerdo, a partir de 38 dB. Portanto, para frequências acima de 200 Hz, ele ouve melhor com o ouvido esquerdo do que com o ouvido direito. Para frequência abaixo de 200 Hz, ele ouve melhor com o ouvido direito do que com o esquerdo. Assim, analisemos as opções: a) Errada. Como mostra o gráfico, há uma pequena faixa onde a linha de 18 dB está acima dos dois gráficos, portanto os

dois ouvidos podem escutar um sussurro de 18 dB. b) Errada. Um som de frequência 440 Hz o ouvido esquerdo escuta a partir de 28 dB e, o direito, a partir de 41 dB. c) Errada. d) Errada. e) Correta. Interpretando sussurros como sons de nível sonoro abaixo de 15 dB, frequências abaixo de 200 Hz, apenas o ouvido direito escuta. Resposta da questão 20: [C] Quem sabe de cor este limite? Resposta da questão 21: [B] a) Errada. O fenômeno predominante nesse caso é a difração do som.

b) Correta. È por isso que o timbre é conhecido como “a cor do som”. Pois, assim como uma cor pode ser ou não

agradável aos nossos olhos, um timbre pode ser ou não agradável aos nossos ouvidos. O timbre é uma característica

individual de cada fonte sonora, de cada instrumento.

c) Errada. Infrassom e ultrassom são as ondas sonoras de frequência abaixo e acima das frequências mínima e máxima

percebidas pelo ouvido humano, respectivamente (20 Hz e 20.000 Hz)

d) Errada. A grandeza que diferencia um som agudo (alto) de um som grave (baixo) é a frequência.

e) Errada. A propriedade em questão e a reflexão.

Resposta da questão 22: [D]

Dados: v = 1.500 m/s; t = 0,01 ms = 10–5

s.

Como se trata de reflexão, a distância percorrida pelo pulso sonoro é 2d (ida e volta), onde d é a distância pedida.

Da Cinemática: S = vt 2d = 1.50010-5

d =

531.500 10

7,5 102

m d = 0,75 cm.

Resposta da questão 23:

Pelo quadriculado do esquema sabemos que 5 “quadradinhos” valem 3 m, o que significa que o lado do

“quadradinho” mede 3

5= 0,6 m. Pela análise dos dois instantes esquematizados que a frente de onda maior se

deslocou 0,6 m no intervalo de 2,0 s. Disto v = S/t = 0,6

2= 0,3 m/s

No intervalo de 2,0 s ocorre o aparecimento de mais uma frente de ondas, o que indica que este intervalo de

tempo é o período. A frequência é o inverso do período então f = 1/T = 1

2 = 0,5 Hz

As frentes de onda no instante 6,0 s estão representadas na figura a seguir. A borda por ser plana reflete as

frentes de onda como um espelho plano. As linhas pontilhadas indicam onde estaria a frente de onda sem a

presença da borda. As linhas cheias no tanque (imagem das linhas pontilhadas por simetria) representam sua

posição real prevista.

Resposta da questão 24:

[C]

Resolução

Pela equação fundamental v = .f

A frequência se conserva na refração e logo (v/)1 = (v/)2

No meio 1 o comprimento de onda, na escala (x) é 3 e no meio 2 é 2.

Então: (v/)1 = (v/)2 (v/3)1 = (v/2)2 v1/v2 = 1,5

E ainda: n = c/v n1/n2 = v2/v1 = 1/1,5 1/n2 = 1/1,5 n2 = 1,5

Resposta da questão 25: [B] A frequência não é alterada pela mudança de meio (refração). Assim, a afirmação de Bernardo é falsa.

Sabemos que v f . Como f é constante, v e são diretamente proporcionais.

No meio II, as distâncias entre as cristas são menores, ou seja, menor comprimento de onda, , quando em

comparação com o meio I. Se houve redução no comprimento de onda, então houve redução na velocidade. Assim, o comentário do aluno Rodrigo está correto. Resposta da questão 26: [A] O fenômeno mostrado na figura é o da interferência. A distância entre dois círculos consecutivos é o comprimento de onda:

3 cm.λ

A frequência das ondas emitidas é:

360 vezes 360 vezesf f 6 Hz.

minuto 60 segundos

Da equação fundamental da ondulatória:

v f 3 6 18 cm / s.

Resposta da questão 27:

[A]

As regiões escuras correspondem às interferências destrutivas. Isto significa que os raios que retornam estão em

oposição de fase. Assim x = 2.d = ’. Então, como = d/e ficamos com d = ’/2 = .e = ’/(2e). Mas ’ = /n

= /(2ne)

Resposta da questão 28:

[C]

Pela lei de difração d.sen = onde d é a abertura da fenda, é o ângulo de referência e é o comprimento de onda

da luz incidente.

Para pequenos ângulos sen = tg que neste caso é 1

10, pois a primeira divisão está a 1 cm e a distância da fenda até a

figura de difração é de 10 cm.

Então d/10 = d = 10. = 10.500.10-9

= 5000.10-9

= 5.10-6

= 5m

Resposta da questão 29:

[A]

Resolução

Para que a mosca pouse na sopa a superfície desta última tem que oferecer alguma força de reação, neste caso oriunda

da tensão de superfície, que por sua vez tem origem nas forças de coesão intermoleculares.

O som produzido pela mosca como todo o som é uma onda mecânica que sensibiliza as células ciliadas do sistema

auditivo.

A energia gravitacional da água é convertida em energia de deformação na pedra.

A imagem projetada na retina é de posição invertida em relação ao objeto que lhe deu origem.

Resposta da questão 30:

[E]

Resolução

A direção de perturbação e a direção de deslocamento da onda são coincidentes na onda sonora, de modo que o som é

uma onda longitudinal.

Sendo ainda mecânica necessita de meio material para sua propagação.

A onda sonora depende da temperatura e da pressão dos gases quando ela se propaga por eles.

Resposta da questão 31:

[C]

Resolução

A intensidade I de uma fonte de ondas é I = P/d2 onde P é a potência da fonte e d é a distância até o ponto considerado.

É condição do problema que I1 = I2 (P/d2)1 = (P/d

2)2

Admitindo que o ponto Q (que está entre as fontes) esteja numa distância x da fonte 1 e ℓ - x da fonte 2.

P1 /x2 = P2 / ( ℓ - x)

2

Sabemos ainda que P1 = 4.P2 então:

4.P2 /x2 = P2 /( ℓ - x)

2

4/x2 = 1/( ℓ - x)

2

4.( ℓ - x)2 = x

2

4.( ℓ2 – 2.ℓ.x + x

2) = x

2

4 ℓ2 – 8.ℓ.x + 4x

2 = x

2

4 ℓ2 – 8.ℓ.x + 4x

2 - x

2 = 0

3x2 – 8.ℓ.x + 4ℓ

2 = 0

Resolvida a equação quadrática encontramos duas soluções para ela:

x = 2 ℓ que não satisfaz o problema (pois Q está entre as fontes) e x = 2ℓ/3

Resposta da questão 32:

Como v = d/t temos que t = d/v

Para o som direto:

t' = 20/340 = 1/17 s = 1000/17 ms

Para o som refletido:

t'' = (a+b)/340 = 1000(a+b)/340 ms

onde a e b são os trechos percorridos pelo som refletido (a é a distância entre o músico e o ponto de reflexão e b é a

distância entre o ponto de reflexão e o espectador)

t'' - t' = 30 ms

1000(a.b)/340 - 1000/17 = 30

5(a+b)/17 - 100/17 = 3

5(a+b) - 100 = 51 ==> (a+b) = 151/5

Da teoria de reflexão é possível construir um triângulo retângulo onde a hipotenusa é (a+b); o cateto vertical é 2h e o

cateto horizontal é 20 m.

Assim, por Pitágoras:

(a+b)2 = 20

2 + (2h)

2

(151/5)2 = 400 + 4h

2

(30,2)2 = 400 + 4h

2

912,04 - 400 = 4h2

512,04 = 4h2

512,04/4 = h2

128,01 = h2 ==> h = 11,3 m

Resposta da questão 33: [D] Resposta da questão 34: [D] Resposta da questão 35:

[D]

Resolução

Quanto maior for a velocidade de uma onda em um meio menor é o índice de refração deste meio. A frente de onda

atravessou o meio A mais rapidamente em comparação ao meio B. Assim o índice de refração do meio A é menor que o

do meio B. Até o momento isto nos deixa com as alternativas A, C e D.

Como as duas frentes de onda, agora defasadas, irão passar pelo meio mesmo meio C, qualquer modificação de velocidade ocorrida com uma ocorrerá com a outra. Assim o atraso entre elas será mantido. Resposta da questão 36: [C] Resposta da questão 37: [A] Resposta da questão 38:

[B]

Resolução

Para a óptica a Lei de Refração (Lei de Snell) é nar.sen i = nágua.sen r

Ou ainda nar.sen i = nágua.sen r (c/var).sen i = (c/vágua).sen r (1/var).sen i = (1/vágua).sen r

Este último resultado pode ser aplicado para o som e assim (1/355).sen 10 = (1/1500).sen r (1500/355).sen

10 = sen r sen r = 4,23.sen 10. Como r é um ângulo agudo r deverá ser maior que 10 e desta forma o raio 2

traduz melhor o que ocorrerá.

Resposta da questão 39:

[B]

∆x = n.λ/2 = d.senθ, com n natural.

senθ = n.λ/(2d)

Então:

senθ1= n.λ1/(2d) = 10.λ1/d

θ1= arc sen(10.λ1/d) Resposta da questão 40:

A figura mostra a posição do terceiro máximo e a diferença de percurso da luz emitida pelas fendas.

Para que ocorra o terceiro máximo lateral é preciso que dsen 3 .

Isto é: 10sen 3 0,5 sen 0,15

Para este valor podemos fazer a seguinte aproximação: tg sen 0,15

Por outro lado y y

tg 0,15 y 15cmD 100

Resposta da questão 41: [A] Resposta da questão 42: [B]

Resposta da questão 43:

[A]

O número de raízes invalida as alternativas c, d e e. Como temos elongação negativa as duas harmônicas precisam, em amplitude, superar a fundamental, o que invalida a alternativa b. Resposta da questão 44: [B] Resposta da questão 45:

[E]

a) Falso. O comprimento de onda depende da frequência

b) Falso: Luz 300.000 km/s; Som 340m/s c) Por resultarem de vibrações do meio na direção de sua propagação, são chamadas transversais. d) Falso. As ondas sonoras são mecânicas e precisam de um meio material para propagar-se. e) Verdadeiro. Toda onda pode difratar dependendo do tamanho do obstáculo comparado com o comprimento da onda. Resposta da questão 46: [E] Resposta da questão 47:

[B]

Resolução:

Supondo a velocidade do som no ar 340m/s e sabendo-se que fV , vem:

V f 340 1000 0,34m

Resposta da questão 48: [A] Resposta da questão 49:

[E]

O nível sonoro total de n fontes idênticas é dado por L(t) = 10.log(n) + L, onde L é o nível sonoro de apenas uma fonte.

Assim:

L(t) = 10.log(10000) + 40

L(t) = 10.4 + 40

L(t) = 40 + 40

L(t) = 80 dB Resposta da questão 50:

[C]

A velocidade do ultrassom é:

v = λ.f = 3,5 × 103.100000 = 350 m/s

Para um objeto afastado de 5 m o ultrassom precisa viajar, para ir e voltar, 10 m.

v = ∆S/∆t

350 = 10/∆t

∆t = 10/350 = 0,03 s

Resposta da questão 51: [E] Resposta da questão 52:

[C]

Com a distância de 17 m no ar o som percorre, ida e volta, 34 m. Na velocidade de 340 m/s, o som precisa de 34/340 = 0,1 s para ir e voltar. Este é o intervalo de tempo que permite ao cérebro distinguir o som de ida (emitido) e o som de volta (eco). Para a água com velocidade 1600 m/s, a distância total percorrida será de 1600.0,1 = 160 m. Como esta distância é de ida e volta, a pessoa deverá estar do anteparo 160/2 = 80 m. Resposta da questão 53: [D] Resposta da questão 54: 1 + 2 + 8 + 16 =27 Resposta da questão 55:

[B]

O atributo altura se utilizado para ondas sonoras refere-se à frequência desta onda. Assim os instrumentos emitem

sons de mesma frequência.

Como são instrumentos diferentes as formas das ondas emitidas são diferentes, ou seja, o timbre (a voz) de cada

instrumento é diferente.

A amplitude está diretamente associada à intensidade do som e desta forma são iguais para os diferentes

instrumentos.