Fundamentos e Fenômenos Ondulatórios PROFESSOR FABIO TEIXEIRA
1. (G1 - ifce 2011) O fenômeno da refração de uma onda sonora pode ser explicado pela passagem da onda de um meio para outro de propriedades diferentes, mantendo constante(s)
a) a frequência, a velocidade e o comprimento de onda.
b) somente a velocidade.
c) somente o comprimento de onda d) somente a frequência
e) apenas a frequência e o comprimento de onda
2. (Ufpel 2011) Uma recomendação importante, nos dias de hoje, é o uso de protetor solar, como forma de proteção dos raios ultravioleta (UV) oriundos do Sol, que podem causar, dentre outros problemas, envelhecimento precoce e câncer de pele. Esses raios UV são
a) uma forma de radioatividade gerada pelas reações nucleares do sol.
b) ondas eletromagnéticas de frequência maior do que a da luz visível.
c) ondas eletromagnéticas de comprimento de onda maior do que o da luz visível.
d) uma radiação eletromagnética de frequência semelhante à dos raios infravermelhos.
3. (Fuvest 2011) Em um ponto fixo do espaço, o campo elétrico de uma radiação eletromagnética tem sempre a mesma direção e oscila no tempo, como mostra o gráfico abaixo, que representa sua projeção E nessa direção fixa; E é positivo ou negativo conforme o sentido do campo.
Radiação eletromagnética Frequência f (Hz)
Rádio AM 106
TV (VHF) 108
micro-onda 1010
infravermelha 1012
visível 1014
ultravioleta 1016
raios X 1018
raios 1020
Consultando a tabela acima, que fornece os valores típicos de frequência f para diferentes regiões do espectro eletromagnético, e analisando o gráfico de E em função do tempo, é possível classificar essa radiação como
a) infravermelha.
b) visível.
c) ultravioleta.
d) raio X.
e) raio .
4. (Uepg 2011) Os fenômenos sonoros estão relacionados com a vibração de corpos materiais, portanto, sempre que se escuta um som, há um corpo material vibrando. Sobre as ondas sonoras, assinale o que for correto.
01) O som audível se localiza numa escala entre infrassom e o ultrassom.
02) A característica de uma onda sonora que a classifica como calma ou barulhenta é chamada de amplitude.
04) Uma onda sonora de baixa frequência é um som grave.
08) O efeito doppler é uma característica observada nas ondas sonoras de modo geral, ele ocorre devido à alteração de frequência da onda, em razão do movimento da fonte ou do observador.
16) Reverberação é a confusão de sons que chegam aos nossos ouvidos em tempos diferentes, em virtude de que cada frequência de onda apresenta velocidades diferentes.
5. (G1 - cps 2011) Na Copa do Mundo de 2010, a Fifa determinou que nenhum atleta poderia participar sem ter feito uma minuciosa avaliação cardiológica prévia. Um dos testes a ser realizado, no exame ergométrico, era o
eletrocardiograma.
Nele é feito o registro da variação dos potenciais elétricos gerados pela atividade do coração.
Considere a figura que representa parte do eletrocardiograma de um determinado atleta.
Sabendo que o pico máximo representa a fase final da diástole, conclui-se que a frequência cardíaca desse atleta é, em batimentos por minuto,
a) 60.
b) 80.
c) 100.
d) 120.
e) 140.
6. (Ufsm 2011) O som é uma onda mecânica longitudinal percebida por muitos seres vivos e produzida por vibrações mecânicas, as quais podem ser induzidas por causas naturais, como o vento. O objeto que, ao vibrar, produz um som, é chamado de fonte sonora.
Uma certa fonte sonora, vibrando com frequência de 480 Hz, produz uma onda sonora que se desloca no ar, com velocidade de módulo 340 m/s, num referencial em que o ar está parado. Se a mesma fonte vibrar com frequência de 320 Hz, o módulo da velocidade de propagação da onda sonora correspondente, no ar, em m/s, é
a) 113,3.
b) 226,7.
c) 340,0.
d) 510,0.
e) 1020,0.
7. (Epcar (Afa) 2011) Um instantâneo de uma corda, onde se estabeleceu uma onda estacionária, é apresentado na figura abaixo.
Nesta situação, considerada ideal, a energia associada aos pontos 1, 2 e 3 da corda é apenas potencial.
No instante igual a 3
4de ciclo após a situação inicial acima, a configuração que melhor representa a forma da corda e o sentido das velocidades dos pontos 1, 2 e 3 é
a)
b)
c)
d)
8. (Ufu 2011) O efeito Doppler recebe esse nome em homenagem ao físico austríaco Johann Christian Doppler que o propôs em 1842. As primeiras medidas experimentais do efeito foram realizadas por Buys Ballot, na Holanda, usando uma locomotiva que puxava um vagão aberto com vários trompetistas que tocavam uma nota bem definida.
Considere uma locomotiva com um único trompetista movendo-se sobre um trilho horizontal da direita para a esquerda com velocidade constante. O trompetista toca uma nota com frequência única f. No instante desenhado na figura, cada um dos três observadores detecta uma frequência em sua posição. Nesse instante, a locomotiva passa justamente pela frente do observador D2.
Analise as afirmações abaixo sobre os resultados da experiência.
I. O som percebido pelo detector D1 é mais agudo que o som emitido e escutado pelo trompetista.
II. A frequência medida pelo detector D1 é menor que f.
III. As frequências detectadas por D1 e D2 são iguais e maiores que f, respectivamente.
IV. A frequência detectada por D2 é maior que a detectada por D3. Assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas.
a) Apenas I e IV.
b) Apenas II.
c) Apenas II e IV.
d) Apenas III.
9. (Unimontes 2011) A figura abaixo representa uma forma senoidal num gráfico y (deslocamento vertical) versus x (deslocamento horizontal), como uma fotografia de uma corda, na qual se propaga uma onda estacionária. Estão destacadas, na figura, duas grandezas, enumeradas por 1 e 2.
É correto afirmar:
a) A grandeza 1 é a amplitude e a 2 é o comprimento de onda.
b) Se o eixo horizontal do gráfico representasse o tempo, a grandeza 1 seria o período.
c) A grandeza 1 é o período e a 2 é a frequência.
d) Se o eixo horizontal do gráfico representasse o tempo, a grandeza 2 seria a frequência.
10. (Ufrs 2011) Uma corda é composta de dois segmentos de densidades de massa bem distintas. Um pulso é criado no segmento de menor densidade e se propaga em direção à junção entre os segmentos, conforme representa a figura abaixo.
Assinale, entre as alternativas, aquela que melhor representa a corda quando o pulso refletido está passando pelo mesmo ponto x indicado no diagrama acima.
a)
b)
c)
d)
e)
11. (Ufrs 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.
12. (Ufmg 2011) Na figura abaixo, estão representadas cristas consecutivas de uma onda sonora, emitida por uma fonte que se move em relação ao ar, em uma região sem vento.
Cada divisão horizontal ou vertical nessa figura vale 0,50 m.
1. Com base nessas informações, determine a velocidade dessa fonte de som.
2. Assinalando com um X a quadrícula apropriada, responda:
Em qual das posições – K, L, M, P ou Q, indicadas na figura –, uma pessoa percebe o som em tom mais agudo?
( ) K ( )L ( ) M ( ) P ( ) Q
Com base nas informações contidas na figura, justifique sua resposta.
3. Considere, agora, que a fonte sonora passa a se mover com velocidade igual à velocidade do som. Esboce, no diagrama abaixo, as cristas da onda sonora nessa situação. Justifique sua resposta.
13. (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.
14. (Uepg 2011) No que se refere aos fenômenos ondulatórios, assinale o que for correto.
01) Ao passar de um meio para outro uma onda tem sua frequência alterada.
02) Quando uma onda se reflete em uma barreira, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
04) Em uma onda transversal, os pontos do meio em que ela se propaga vibram perpendicularmente à direção de sua propagação.
08) A velocidade de propagação de uma onda depende do meio em que ela se propaga.
15. (Uem 2011) Sobre os fenômenos de interferência e difração de ondas, assinale o que for correto.
01) Em uma interferência de duas ondas mecânicas se propagando em uma corda, os pontos que permanecem em repouso são chamados de antinodos.
02) O fenômeno da interferência de ondas pode ser entendido como consequência do princípio da superposição de ondas e este, por sua vez, como consequência do princípio da conservação da energia.
04) O experimento de difração em fenda dupla pode comprovar a natureza ondulatória da luz.
08) Duas ondas que se interferem construtivamente têm suas características físicas individuais alteradas.
16) A difração é a propriedade que uma onda possui de contornar um obstáculo, ao ser parcialmente interrompida por ele.
16. (Ufsm 2011) Na figura a seguir, é representado o espectro eletromagnético, nome dado ao ordenamento das ondas eletromagnéticas por frequência ou por comprimento de onda. A luz visível corresponde a uma fatia estreita desse espectro.
Analise, então, as afirmativas:
I. Todas as ondas eletromagnéticas têm a mesma velocidade no vácuo.
II. A frequência das ondas de rádio é menor que a frequência da luz visível.
III. A frequência da luz conhecida como infravermelho pode provocar bronzeamento e causar o câncer de pele.
Está(ão) correta(s) a) apenas I.
b) apenas II.
c) apenas III.
d) apenas I e II.
e) apenas II e III.
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.
17. (Unicamp 2011) Para se obter Vm o radar mede a diferença de frequências Δf, dada por Δf = f – f0 = ± Vm
c f0, 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 Δf medida pelo radar foi igual a a) 1600 Hz.
b) 80 Hz.
c) –80 Hz.
d) –1600 Hz.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Nesta prova, quando necessário, adote os seguintes valores:
Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2 .
Constante da gravitação universal: G = 6 x 10−11 N m2 / kg2 . Velocidade do som no ar: v = 340 m/s .
Massa da Terra: M = 6 x 1024 kg.
Constanteπ= 3.
18. (Ufpb 2011) Uma ambulância, enquanto resgata um enfermo, deixa a sirene ligada, a qual emite um sinal sonoro com frequência de 500 Hz. Um carro se aproxima da ambulância com uma velocidade de 85 m/s.
Nesse contexto, o condutor do carro irá escutar o som da sirene com uma frequência de:
a) 570 Hz b) 625 Hz c) 710 Hz d) 735 Hz e) 792 Hz
19. (Ufrgs 2010) A figura a seguir representa dois pulsos produzidos nas extremidades opostas de uma corda.
Assinale a alternativa que melhor representa a situação da corda após o encontro dos dois pulsos.
a)
b)
c)
d)
e)
20. (Fuvest 2010) Um estudo de sons emitidos por instrumentos musicais foi realizado, usando um microfone ligado a um computador. O gráfico a seguir, reproduzido da tela do monitor, registra o movimento do ar captado pelo
microfone, em função do tempo, medido em milissegundos, quando se toca uma nota musical em um violino.
Nota dó ré mi fá sol lá si
Frequência
(HZ) 262 294 330 349 388 440 494
Consultando a tabela acima, pode-se concluir que o som produzido pelo violino era o da nota Dado: 1 ms = 10-3 s
a) dó.
b) mi.
c) sol.
d) lב.
e) si.
21. (Unemat 2010) Uma onda, qualquer que seja ela, pode ser classificada, quanto à sua natureza, basicamente em onda mecânica, onda eletromagnética ou onda de matéria.
Com relação ao tema é correto dizer.
a) As ondas sonoras se propagam no vácuo com velocidade próxima à velocidade das ondas eletromagnéticas.
b) A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas é da ordem de 300.000 m/s.
c) As ondas sonoras e as eletromagnéticas são sempre transversais.
d) Numa onda longitudinal, as partículas do meio vibram na mesma direção em que se dá a propagação da onda.
e) A frequência da onda é um elemento característico da fonte que a criou, cuja grandeza corresponde ao tempo de cada vibração gerada pela fonte.
22. (Ufg 2010) Conecta-se à placa positiva de um capacitor de placas paralelas um fio isolante inextensível, de comprimento L e massa desprezível, que tem preso à sua extremidade uma bolinha de massa m e carga +q, conforme ilustra a figura.
Sendo E o módulo do campo elétrico entre as placas e desprezando a resistência do ar, o período de pequenas oscilações desse pêndulo é:
a) L T 2
π g
b) mL
T 2
π qE
c) 1 mL
T2π qE
d) 1 mL
T π qE mg
e) mL
T 2
qE mg
π
23. (Uepg 2010) No que respeita às propriedades das ondas sonoras, assinale o que for correto.
01) A velocidade de propagação do som independe de sua intensidade.
02) Ao sofrer a refração, uma onda sonora apresenta variação na sua frequência, permanecendo constantes o seu comprimento e a sua amplitude.
04) A difração das ondas sonoras em nossas experiências do dia a dia é um fenômeno de pouca expressão.
08) A ocorrência do eco ou da reverberação depende da distância do observador em relação à superfície refletora.
24. (Ufv 2010) Um náufrago em uma ilha resolve fazer um cronômetro utilizando um pêndulo simples oscilando com baixas amplitudes. Considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10 m/s2. Para que esse pêndulo execute uma oscilação completa a cada segundo, o náufrago deve construir um pêndulo com um comprimento de
aproximadamente:
a) 10 m.
b) 1,0 m.
c) 0,25 m.
d) 0,5 m.
25. (Udesc 2010) Na superfície de um planeta de massa M, um pêndulo simples de comprimento L tem período T duas vezes maior que o período na superfície da Terra. A aceleração, devido à gravidade neste planeta, é:
a) 20,0 m/s2 b) 5,0 m/s2 c) 2,5 m/s2 d) 15,0 m/s2 e) 40 m/s2
26. (G1 - utfpr 2010) Uma estação de rádio transmite suas informações ou números musicais a partir de uma antena que emite certo tipo de ondas. Essas ondas são:
a) de som.
b) de ultrassom.
c) de raios gama.
d) eletromagnéticas.
e) eletrostáticas.
27. (Uft 2010) Um som é produzido por um autofalante ao ar livre, que se situa sobre uma superfície plana.
As ondas sonoras produzidas por este autofalante atingem uma pressão máxima de 84 [Pa] a 10 [m] do autofalante. Supondo que a intensidade das ondas sonoras seja igual em todas as direções na área de superfície do hemisfério, qual é a potência acústica do som emitido pelo autofalante?
Considere a intensidade das ondas sonoras dada por:
2 MAX
2
P W
I 2 v m
onde:
PMAX = Pressão máxima da onda sonora [Pa]
= Densidade do ar = 1,20 [kg/m3] v = Velocidade do som no ar 350 [m/s]
a) 1000 W b) 1,68kW c) 4,12kW d) 13 kW e) 13 MW
28. (Ufms 2010) Os morcegos, quando voam, emitem ultrassom para que, através das reflexões ocorridas pelos obstáculos à sua frente, possam desviar deles, e também utilizam esse mecanismo para se orientarem durante seu voo.
Imagine um morcego voando em linha reta horizontal com velocidade V, em direção a uma parede vertical fixa.
Considere que não esteja ventando e que a fonte sonora no morcego seja puntiforme e então, quando ele ainda está a uma certa distância da parede, emite uma onda sonora com uma frequência f de ultrassom. Com fundamentos da mecânica ondulatória, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).
01) A velocidade das ondas sonoras que possuem frequência de ultrassom é maior que a velocidade de ondas sonoras que possuem frequência menor que as de ultrassom.
02) A velocidade da onda sonora no ar, emitida pelo morcego em movimento, é diferente da velocidade da onda sonora no ar emitida pelo morcego quando em repouso.
04) A frequência da onda sonora, refletida pela parede e percebida pelo morcego, é maior que a frequência da onda sonora emitida por ele.
08) A velocidade da onda sonora no ar, refletida pela parede, é igual à velocidade da onda sonora no ar emitida pelo morcego.
16) Esse efeito de mudança na frequência de ondas sonoras emitidas por fontes em movimento chama-se batimento.
29. (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: vsom 340 m/s.
30. (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.
31. (Ufg 2010) A coloração do céu deve-se à dispersão da luz do Sol pelas partículas que compõem a atmosfera.
Observamos que o céu é azul exceto quando o Sol encontra-se na linha do horizonte, no crepúsculo, quando sua cor é avermelhada.
Lord Rayleigh mostrou que a intensidade I de luz espalhada é proporcional à quarta potência da frequência (I f 4). O comprimento de onda do azul e do vermelho são, respectivamente, da ordem de 400 nm e 720 nm. A razão entre as intensidades dispersadas da luz azul pela da vermelha é de, aproximadamente,
a) 0,1 b) 0,3 c) 1,8 d) 3,2 e) 10,5
32. (Ufms 2010) É difícil imaginarmos, em nosso cotidiano, até que ponto somos banhados por radiações eletromagnéticas das variadas frequências do espectro. Podemos dizer que o Sol é uma das fontes de radiações predominantes que definem o meio ambiente no qual nós, como uma espécie, temos evoluído e nos adaptado. Somos também banhados por radiações de rádio, televisão, micro-ondas de sistema de radar e de sistemas de telefonia, bem como radiações provenientes de lâmpadas, máquinas de raios X, relâmpagos, ondas provenientes de motores
aquecidos, de estrelas distantes, de materiais radioativos e de outras galáxias. Com os fundamentos das teorias sobre ondas eletromagnéticas, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).
01) Uma onda eletromagnética pode ser desviada por um campo magnético.
02) Em um meio não dispersivo, a frequência da luz depende da velocidade.
04) No vácuo, a velocidade da luz não depende do comprimento de onda e nem da frequência.
08) Em meio dispersivo, a velocidade da luz depende da frequência.
16) No vácuo, a velocidade da luz depende da velocidade da fonte.
33. (Ufes 2010) O efeito Doppler é uma modificação na frequência detectada por um observador, causada pelo movimento da fonte e/ou do próprio observador. Quando um observador se aproxima, com velocidade constante, de uma fonte de ondas sonora em repouso, esse observador, devido ao seu movimento, será atingido por um número maior de frentes de ondas do que se permanecesse em repouso.
Considere um carro trafegando em uma estrada retilínea com velocidade constante de módulo 72 km/h. O carro se aproxima de uma ambulância em repouso à beira da estrada. A sirene da ambulância está ligada e opera com ondas sonoras de comprimento de onda de = 50 cm. A velocidade de propagação do som no local é v = 340m/s . a) Calcule a frequência do som emitido pela sirene da ambulância.
b) Calcule o número total de frentes de ondas que atinge o motorista do carro em um intervalo de tempo ∆ t = 3 s . c) Calcule a frequência detectada pelo motorista do carro em movimento.
34. (Uepg 2010) A dispersão da luz consiste em um fenômeno no qual a luz branca ao penetrar em um dioptro se separa em várias cores, formando um espectro. Sobre esse fenômeno, assinale o que for correto.
01) O índice de refração de um meio varia com a cor da luz incidente sobre ele.
02) O arco íris é um espectro da luz solar, as gotículas de chuva atuam como dioptros.
04) Toda refração é acompanhada de dispersão.
08) Se um objeto se apresenta branco, quando exposto à luz solar, é porque ele absorve todas as cores.
16) A luz emitida por sólidos e líquidos incandescentes fornece espectros contínuos.
35. (Ufpb 2010) Em um trecho reto de determinada estrada, um fusca move-se do ponto A para o ponto B com velocidade de 20 m/s. Dois outros carros estão passando pelos pontos A e B, com velocidade de
20 m/s, porém com sentido contrário ao do fusca, conforme ilustrado na figura a seguir. Nesse momento, o motorista do fusca começa buzinar e o som emitido pela buzina tem frequência f.
Denominando as frequências ouvidas pelos motoristas dos carros que passam pelos pontos A e B de fA e fB , respectivamente, é correto afirmar que
a) fA = fB > f b) fA = fB < f c) fA > f > fB d) fA < f < fB e) fA = fB = f
36. (Enem 2ª aplicação 2010) O efeito Tyndall é um efeito óptico de turbidez provocado pelas partículas de uma dispersão coloidal. Foi observado pela primeira vez por Michael Faraday em 1857 e, posteriormente, investigado pelo físico inglês John Tyndall. Este efeito é o que torna possível, por exemplo, observar as partículas de poeira suspensas no ar por meio de uma réstia de luz, observar gotículas de água que formam a neblina por meio do farol do carro ou, ainda, observar o feixe luminoso de uma lanterna por meio de um recipiente contendo gelatina.
REIS, M. Completamente Química: Físico-Química. São Paulo: FTD, 2001(adaptado).
Ao passar por um meio contendo partículas dispersas, um feixe de luz sofre o efeito Tyndall devido a) à absorção do feixe de luz por este meio.
b) à interferência do feixe de luz neste meio.
c) à transmissão do feixe de luz neste meio.
d) à polarização do feixe de luz por este meio.
e) ao espalhamento do feixe de luz neste meio.
37. (Uepg 2010) Quando uma pedra é jogada na água é possível observar que a perturbação que ela produz se propaga em toda a superfície livre da água por meio de ondas. O movimento ondulatório apresenta fenômenos, tais como reflexão, refração, difração, polarização, entre outros. Sobre esses fenômenos ondulatórios, assinale o que for correto.
01) Uma onda quando muda de velocidade ao passar de um meio para outro meio pode sofrer reflexão e refração.
02) Ondas sonoras não sofrem o fenômeno de polarização.
04) A difração, através de uma fenda, somente é observada quando a fenda é menor ou da mesma ordem de grandeza do comprimento de onda.
08) Numa onda polarizada todas as partículas do meio vibram numa única direção perpendicular à direção de propagação da onda.
16) O fenômeno de difração ocorre quando uma onda contorna um obstáculo que, parcialmente, a interrompe.
38. (Ueg 2010) Uma baleia se movimenta com velocidade de módulo 10,0 m/s a favor da correnteza (velocidade da correnteza igual a 2,00 m/s). Simultaneamente, um golfinho se movimenta a 30,0 m/s em direção à baleia e em sentido contrário à correnteza. Em um determinado instante, a baleia emite um som de frequência de 9,74 kHz. O golfinho ouvirá esse som com frequência de 10,0 kHz e responderá à baleia com mesma frequência. Com base no exposto, a) caso não houvesse correnteza, o golfinho detectaria a onda emitida pela baleia com a mesma frequência do som
emitido por ela, ou seja, 9,74 kHz.
b) se a baleia estivesse em repouso, o golfinho teria detectado o som emitido pela baleia com frequência superior a 10,0 kHz.
c) se o golfinho estivesse em repouso, ele detectaria o som emitido pela baleia com uma frequência superior a 9,74 kHz.
d) a baleia detectará o som emitido como resposta pelo golfinho com frequência de 9,74 kHz.
39. (Enem 2ª aplicação 2010) Ao contrário dos rádios comuns (AM ou FM), em que uma única antena transmissora é capaz de alcançar toda a cidade, os celulares necessitam de várias antenas para cobrir um vasto território. No caso dos rádios FM, a frequência de transmissão está na faixa dos MHz (ondas de rádio), enquanto, para os celulares, a
frequência está na casa dos GHz (micro-ondas). Quando comparado aos rádios comuns, o alcance de um celular é muito menor.
Considerando-se as informações do texto, o fator que possibilita essa diferença entre propagação das ondas de rádio e as de micro-ondas é que as ondas de rádio são
a) facilmente absorvidas na camada da atmosfera superior conhecida como ionosfera.
b) capazes de contornar uma diversidade de obstáculos como árvores, edifícios e pequenas elevações.
c) mais refratadas pela atmosfera terrestre, que apresenta maior índice de refração para as ondas de rádio.
d) menos atenuadas por interferência, pois o número de aparelhos que utilizam ondas de rádio é menor.
e) constituídas por pequenos comprimentos de onda que lhes conferem um alto poder de penetração em materiais de baixa densidade.
40. (Ita 2010) Uma jovem encontra-se no assento de um carrossel circular que gira a uma velocidade angular constante com período T. Uma sirene posicionada fora do carrossel emite um som de frequência f0 em direção ao centro de rotação.
No instante t = 0, a jovem está a menor distância em relação à sirene. Nesta situação, assinale a melhor representação da frequência f ouvida pela jovem.
a)
b)
c)
d)
e)
41. (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.
42. (G1 - cftsc 2010)
Quando um carro com som alto se afasta ou se aproxima de uma pessoa, percebe-se uma mudança no som. Isso é devido:
a) ao movimento relativo entre a pessoa e o carro (fonte de som), conhecido como Efeito Doppler.
b) à mudança na velocidade do som, quando o carro se afasta ou se aproxima da pessoa.
c) ao movimento de rotação da Terra.
d) à umidade relativa do ar.
e) ao som percebido que é sempre o mesmo, independente de movimento entre fonte e a pessoa.
43. (Ufrgs 2010) Considere as seguintes afirmações sobre fenômenos ondulatórios e suas características.
I. A difração ocorre apenas com ondas sonoras.
II. A interferência ocorre apenas com ondas eletromagnéticas.
III. A polarização ocorre apenas com ondas transversais.
Quais estão corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas III.
d) Apenas I e II.
e) I, II e III.
44. (Ufg 2010) Um feixe de luz branca, ao atravessar um prisma, decompõe-se em suas componentes monocromáticas por causa do efeito da dispersão. A componente que apresenta maior desvio da direção original é aquela que possui a) maior amplitude.
b) menor comprimento de onda.
c) menor índice de refração.
d) menor frequência.
e) maior velocidade.
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.
45. (Ueg 2010) Se em um exame Doppler a velocidade de movimento de uma parede cardíaca for de 7,5 cm/s, qual será a variação da frequência observada devido ao efeito Doppler?
a) 30 MHz b) 40 MHz c) 50 MHz d) 60 MHz
TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:
O ano de 2009 foi o Ano Internacional da Astronomia. A 400 anos atrás, Galileu apontou um telescópio para o céu, e mudou a nossa maneira de ver o mundo, de ver o universo e de vermos a nós mesmos. As questões, a seguir, nos colocam diante de constatações e nos lembram que somos, apenas, uma parte de algo muito maior: o cosmo.
46. (Uemg 2010) Considere a radiação do Sol que nos atinge, na forma de ondas eletromagnéticas.
Sobre essas ondas eletromagnéticas, assinale a alternativa em que se faz uma afirmação INCORRETA:
a) Além de estarem na faixa visível, também apresentam radiações que não são visíveis para nós, seres humanos.
b) Quanto maior é a frequência das ondas, maior é a energia que elas transportam.
c) Essas ondas não precisam de um meio material para se propagar.
d) São ondas longitudinais resultantes da variação de campos elétricos e magnéticos.
47. (Uemg 2010) Desde Isaac Newton, partimos do pressuposto de que as mesmas leis físicas que são válidas para a Terra, são válidas para qualquer outro lugar do espaço, embora os resultados possam apresentar diferenças. Considere um mesmo experimento sendo realizado na Terra e, supostamente, em Marte. Nesta hipótese, só o planeta muda, permanecendo iguais todas as outras condições, desprezando, em ambos, todas as formas de atritos.
Assinale a opção em que o experimento proposto, embora obedeça às mesmas leis, traz um resultado diferente, quando realizado nos dois planetas:
a) Um ímã é aproximado de uma espira circular metálica. Durante a aproximação, surge uma corrente elétrica na espira.
b) Mede-se o período de um pêndulo simples de mesmo comprimento.
c) Uma massa comprime, horizontalmente, uma mola, deformando-a em 10 cm. O sistema massa-mola armazena uma certa quantidade de energia potencial elástica.
d) Dois fios metálicos paralelos, percorridos por correntes elétricas, de sentidos contrários, repelem-se. Neste caso, considere, apenas, as forças magnéticas entre os fios.
48. (Ueg 2009) Os aviões supersônicos, no ponto de cruzeiro, evitam ter o mesmo valor da velocidade do som no ar.
Desta forma, procuram manter uma velocidade maior. Justifica-se esse fato por:
a) não trazer insegurança para a aeronave e desconfortos para a tripulação, pois as amplitudes sonoras geradas pelo avião se somam, tornando a intensidade do som altíssima.
b) trazer segurança à aeronave, pois, com velocidade acima da velocidade do som, ela ficaria indestrutível em relação às outras que possuem velocidades menores.
c) fatores aerodinâmicos, pois essas aeronaves foram projetadas para que, nessa velocidade, haja uma maior economia de combustível.
d) critérios técnicos, pois estando acima da velocidade do som, os ventos no sentido contrário à aeronave não atrapalhariam o voo.
49. (Enem cancelado 2009) A ultrassonografia, também chamada de ecografia, é uma técnica de geração de imagens muito utilizada em medicina. Ela se baseia na reflexão que ocorre quando um pulso de ultrassom, emitido pelo aparelho colocado em contato com a pele, atravessa a superfície que separa um órgão do outro, produzindo ecos que podem ser captados de volta pelo aparelho. Para a observação de detalhes no interior do corpo, os pulsos sonoros emitidos têm frequências altíssimas, de até 30 MHz, ou seja, 30 milhões de oscilações a cada segundo.
A determinação de distâncias entre órgãos do corpo humano feita com esse aparelho fundamenta-se em duas variáveis imprescindíveis:
a) a intensidade do som produzido pelo aparelho e a frequência desses sons.
b) a quantidade de luz usada para gerar as imagens no aparelho e a velocidade do som nos tecidos.
c) a quantidade de pulsos emitidos pelo aparelho a cada segundo e a frequência dos sons emitidos pelo aparelho.
d) a velocidade do som no interior dos tecidos e o tempo entre os ecos produzidos pelas superfícies dos órgãos.
e) o tempo entre os ecos produzidos pelos órgãos e a quantidade de pulsos emitidos a cada segundo pelo aparelho.
50. (Fgv 2009) Quando uma onda eletromagnética se propaga em um meio material, alguns fatores devem ser levados em conta. Analise-os.
I - No vácuo, a luz vermelha e a verde apresentam mesmas velocidades, porém, na água, suas velocidades ficam diferentes.
II - A direção de propagação das ondas eletromagnéticas é transversal à direção da vibração da fonte que as produz, independentemente do meio que essas ondas atravessam.
III - Nos meios materiais, desde que uma onda eletromagnética possa se propagar, a velocidade de propagação depende da frequência.
É CORRETO o contido em:
a) I, apenas.
b) II, apenas.
c) I e III, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.
51. (Ufc 2009) Uma fonte fixa emite uma onda sonora de frequência f. Uma pessoa se move em direção à fonte sonora com velocidade v1 e percebe a onda sonora com frequência f1. Se essa mesma pessoa se afastasse da fonte com velocidade v2, perceberia a onda sonora com frequência f2. Considerando a velocidade do som no ar, vs=340 m/s, e v1=v2=20 m/s, determine a razão f1/f2.
52. (Enem 2009) O progresso da tecnologia introduziu diversos artefatos geradores de campos eletromagnéticos. Uma das mais empregadas invenções nessa área são os telefones celulares e smartphones. As tecnologias de transmissão de celular atualmente em uso no Brasil contemplam dois sistemas. O primeiro deles é operado entre as frequências de 800 MHz e 900 MHz e constitui os chamados sistemas TDMA/CDMA. Já a tecnologia GSM, ocupa a frequência de 1.800 MHz.
Considerando que a intensidade de transmissão e o nível de recepção “celular” sejam os mesmos para as tecnologias de transmissão TDMA/CDMA ou GSM, se um engenheiro tiver de escolher entre as duas tecnologias para obter a mesma cobertura, levando em consideração apenas o número de antenas em uma região, ele deverá escolher:
a) a tecnologia GSM, pois é a que opera com ondas de maior comprimento de onda.
b) a tecnologia TDMA/CDMA, pois é a que apresenta Efeito Doppler mais pronunciado.
c) a tecnologia GSM, pois é a que utiliza ondas que se propagam com maior velocidade.
d) qualquer uma das duas, pois as diferenças nas frequências são compensadas pelas diferenças nos comprimentos de onda.
e) qualquer uma das duas, pois nesse caso as intensidades decaem igualmente da mesma forma, independentemente da frequência.
53. (Enem cancelado 2009) Os radares comuns transmitem micro-ondas que refletem na água, gelo e outras partículas na atmosfera. Podem, assim, indicar apenas o tamanho e a distância das partículas, tais como gotas de chuva. O radar Doppler, além disso, é capaz de registrar a velocidade e a direção na qual as partículas se movimentam, fornecendo um quadro do fluxo de ventos em diferentes elevações.
Nos Estados Unidos, a Nexrad, uma rede de 158 radares Doppler, montada na década de 1990 pela Diretoria Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA), permite que o Serviço Meteorológico Nacional (NWS) emita alertas sobre situações do tempo potencialmente perigosas com um grau de certeza muito maior.
O pulso da onda do radar ao atingir uma gota de chuva, devolve uma pequena parte de sua energia numa onda de retorno, que chega ao disco do radar antes que ele emita a onda seguinte. Os radares da Nexrad transmitem entre 860 a 1300 pulsos por segundo, na frequência de 3000 MHz.
FISCHETTI, M., Radar Meteorológico: Sinta o Vento.
Scientific American Brasil. nº- 08, São Paulo, jan. 2003.
No radar Doppler, a diferença entre as frequências emitidas e recebidas pelo radar é dada por Δf = (2ur/c)f0 onde ur é a velocidade relativa entre a fonte e o receptor, c = 3,0 . 108 m/s é a velocidade da onda eletromagnética, e f0 é a frequência emitida pela fonte. Qual é a velocidade, em km/h, de uma chuva, para a qual se registra no radar Doppler uma diferença de frequência de 300 Hz?
a) 1,5 km/h.
b) 5,4 km/h.
c) 15 km/h.
d) 54 km/h.
e) 108 km/h.
54. (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.
55. (Fatec 2008) Com a descoberta de que um corpo aquecido podia emitir calor em forma de radiação térmica, Max Planck realizou pesquisas nessa área, sendo que seu trabalho é considerado o marco do surgimento da física quântica.
Radiação é uma energia, sob forma de onda, emitida pelos corpos devido à sua temperatura. É dessa forma que o calor e a luz do Sol chegam à Terra.
Alguns tipos de radiação atravessam nosso corpo, comprimento de onda por volta de 10-10m. Outros não conseguem e são retidos na superfície, comprimento de onda por volta de 10-8m, tornando-se nocivos à nossa saúde. A figura a seguir mostra uma escala de frequência e as radiações.
A faixa de frequência que é nociva à nossa saúde corresponde, no gráfico à:
a) raios gama.
b) micro-ondas.
c) ondas de rádio.
d) raios ultravioleta.
e) raios infravermelhos.
56. (Ufpa 2008) Um terremoto é um dos fenômenos naturais mais marcantes envolvidos com a propagação de ondas mecânicas. Em um ponto denominado foco (o epicentro é o ponto na superfície da Terra situado na vertical do foco), há uma grande liberação de energia que se afasta pelo interior da Terra, propagando-se através de ondas sísmicas tanto longitudinais (ondas P) quanto transversais (ondas S). A velocidade de uma onda sísmica depende do meio onde ela se propaga e parte da sua energia pode ser transmitida ao ar, sob forma de ondas sonoras, quando ela atinge a superfície da Terra. O gráfico a seguir representa as medidas realizadas em uma estação sismológica, para o tempo de percurso (t) em função da distância percorrida (d) desde o epicentro para as ondas P e ondas S, produzidas por um terremoto.
Considerando o texto e o gráfico representados acima, analise as seguintes afirmações:
I. As ondas P são registradas na estação sismológica antes das ondas S.
II. A energia de uma onda sísmica ao se propagar no ar, sob forma de ondas sonoras, é transportada através de ondas P.
III. As ondas S podem propagar-se tanto em meios sólidos como em meios líquidos ou em meios gasosos.
IV. Quanto à direção de vibração, uma onda P se comporta de forma análoga a uma onda que é produzida em uma corda de violão posta a vibrar.
Estão corretas apenas a) I e II
b) I e III c) I, II e III d) II e IV e) II, III e IV
57. (Ufms 2008) Um veículo A está ultrapassando um veículo B em uma estrada retilínea e horizontal. Os dois veículos estão com suas buzinas acionadas emitindo sons de mesma intensidade I0 e frequência f0. A velocidade VA, do veículo A, é ligeiramente maior que a velocidade VB, do veículo B, de maneira que os dois condutores ouvem o fenômeno de batimentos gerados pelas duas buzinas acionadas, veja a figura. Conforme essas considerações, é CORRETO afirmar:
01) A frequência do som, ouvido pelo condutor de um dos veículos, é igual à frequência do som emitido pela buzina do outro veículo.
02) O efeito dos batimentos é causado pelo efeito Doppler.
04) A frequência dos batimentos ouvidos pelos dois condutores é igual.
08) Um observador, que está em repouso no centro da pista, ouve o som emitido pelas buzinas de cada veículo com frequências iguais.
16) O comprimento da onda sonora, emitida pela buzina do carro A, e formada na frente dele, é menor que o comprimento da onda sonora, emitida pela buzina do carro B, e formada na frente dele.
58. (Ufc 2008) Usando seus conhecimentos sobre ondas longitudinais e transversais, assinale a alternativa correta.
a) Ondas longitudinais são aquelas para as quais as vibrações ocorrem numa direção que é ortogonal à direção de propagação da onda.
b) Ondas transversais são aquelas para as quais as oscilações coincidem com a direção da propagação.
c) Ondas luminosas e ondas de rádio são exemplos de ondas longitudinais.
d) Apenas ondas transversais podem ser polarizadas.
e) Apenas ondas longitudinais se propagam no vácuo.
59. (G1 - cftce 2008) A seguir, temos a representação gráfica do deslocamento longitudinal das camadas de ar de um tubo sonoro muito longo (despreze reflexões), no qual se propaga uma onda sonora. No eixo x, identificam-se as posições das camadas de ar ao longo do tubo e, no eixo s, se identificam os deslocamentos das camadas a partir de suas posições de equilíbrio. O sentido positivo de s é o mesmo do eixo x. Comparando os valores das pressões nos pontos A, B e C do tubo com a pressão atmosférica sem a existência da onda, P(atm), temos que:
a) PA = P(atm), PB < P(atm) e PC = P(atm) b) PA < P(atm), PB = P(atm) e PC > P(atm) c) PA = P(atm), PB > P(atm) e PC = P(atm) d) PA > P(atm), PB = P(atm) e PC < P(atm) e) PA > P(atm), PB = P(atm) e PC > P(atm)
60. (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.
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[D]
Quando uma onda é refratada, seja ela de qualquer natureza, variam velocidade e comprimento de onda, mantendo-se constantes o período e a frequência.
Resposta da questão 2:
[B]
Para o corpo humano, as radiações eletromagnéticas tornam-se nocivas para frequências maiores que a da luz visível, ou seja, a partir das radiações ultravioletas.
Resposta da questão 3:
[C]
Do gráfico, concluímos que o tempo entre dois picos consecutivos (período) é T = 10–16 s.
Como:
f = 1 116
T 10 f = 1016 Hz, o que corresponde à radiação ultravioleta.
Resposta da questão 4:
01 + 02 + 04 + 08 = 15
Justificando a incorreta:
16) Reverberação é a confusão de sons que chegam aos nossos ouvidos em tempos diferentes, (essa afirmação está correta) em virtude de que cada frequência de onda apresenta velocidades diferentes. (essa justificativa está errada). A confusão ocorre porque os sons foram emitidos em tempos diferentes, ou porque percorreram trajetórias diferentes, porém com a mesma velocidade, porque se propagam no mesmo meio.
Resposta da questão 5:
[D]
Pelo gráfico, vemos que o período do batimento desse atleta é 0,5 s.
Como a frequência é o inverso do período, vem:
1 1
f 2
T 0,5
Hz.
Logo, são 2 batimentos por segundo ou 120 batimentos por minuto.
Resposta da questão 6:
[C]
A velocidade de uma onda sonora em um meio independe da frequência. Portanto, mantidas as condições do meio, a velocidade de propagação é 340 m/s para qualquer frequência.
Resposta da questão 7:
[C]
Na primeira metade do período, os pontos 1 e 3 descem e o ponto 2 sobe. Na segunda metade do período, ocorre o inverso: 1 e 3 sobem e 2 desce.
A cada um quarto de período da onda, cada ponto da corda desloca verticalmente 1
4 da amplitude, o que corresponde a uma divisão na figura dada. Assim, no instante igual a 3
4 do período, a partir da situação mostrada, os pontos 1 e 3 desceram duas divisões e subiram uma divisão, estando sobre a linha central; o ponto 2 subiu duas divisões e desceu uma, estando também sobre a linha central. Ou seja, a corda está coincidindo com a linha central, com os pontos 1 e 3 subindo e o ponto 2 descendo, como mostrado na opção C.
Resposta da questão 8:
[A]
Efeito Doppler: observador fonte
V V f ' f
V V
observador
V componente da velocidade do observador na direção que liga o observador à fonte fonte
V componente da velocidade da fonte na direção que liga o observador à fonte.
V velocidade do som.
Numerador: (+) observador aproximando; (-) observador afastando.
Denominador: (-) fonte aproximando; (+) fonte afastando.
Observe a figura.
Os três observadores estão parados
Vobservador 0
.A fonte está aproximando-se de D1, parada em relação a D2 e afastando-se de D3. D1 1
fonte
f f V f
V V
D2 f2 f D3 3
fonte
f f V f
V V
I. O som percebido pelo detector D1 é mais agudo que o som emitido e escutado pelo trompetista. (Verdadeiro) II. A frequência medida pelo detector D1 é menor que f. (Falso)
III. As frequências detectadas por D1 e D2 são iguais e maiores que f, respectivamente. (Falso) IV. A frequência detectada por D2 é maior que a detectada por D3. (Verdadeiro)
Resposta da questão 9:
[B]
Se o eixo horizontal do gráfico representasse o tempo, a grandeza 1 seria o período (tempo para uma oscilação completa).
Resposta da questão 10:
[E]
O pulso refratado nunca sofre inversão. O refletido sofre inversão quanto propaga-se de um meio menos denso para um mais denso.
Resposta da questão 11:
[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 12:
1. Cada círculo corresponde a uma frente de ondas emitida quando a fonte sonora encontrava-se no seu centro.
Tomando como base o círculo maior, que representa a primeira frente emitida, verifica-se que ela percorre 4,5 m, desde o momento da sua emissão até o instante em que a quarta onda foi emitida. Neste momento, a fonte encontrava-se, no centro do círculo menor.
Portanto, percorreu, neste mesmo intervalo de tempo, 6 divisões correspondendo a 3,0 m. Logo: tFontetOnda.
Como tanto o movimento da onda quanto o da fonte ocorreram a velocidade constante:
Fonte Onda Fonte Onda
d v
v v
Onde vOndaé a velocidade do som no ar que vale 340 m/s.
2 Fonte
v 340 3,0 2,3 10 m/s
4,5 .
2. A pessoa percebe o som em tom mais agudo, ou seja, de maior frequência no ponto Q. O fenômeno ocorrido é denominado Efeito Doppler. Isto ocorre quando a fonte e receptor se movimentam, um em relação ao outro.
Verifica-se pelo desenho que o comprimento de onda destas ondas no sentido Q é o menor de todos. Como a velocidade da onda é constante, pela equação das ondas v
f λ, verifica-se que quanto menor o comprimento de onda, maior é a frequência da onda.
3.
Quando a fonte movimenta com a mesma velocidade da onda, as frentes de onda produzidas no sentido do movimento são sobrepostas, pois a fonte as acompanha. Assim, a fonte, ao produzir uma nova frente, estará em cima das frentes produzidas anteriormente. Por isso, os círculos se tangenciam no sentido do movimento.
Resposta da questão 13:
01 + 02 + 04 = 07
01) Correto. As ondas sonoras são mecânicas e precisam de um meio material para se propagar.
02) Correto. C
Ehfh
.
04) Correto. As frequências em questão guardam a seguinte relação.
ultra violeta visível inf ra vermelho
f f f
E
ultravioleta E
visível E
infravermelho08) 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 14:
02 + 04 + 08 = 14
01) Incorreta. A frequência de uma onda não se altera quando ela reflete ou refrata, permanecendo constante, igual a frequência com que foi emitida pela fonte.
02) Correta. É o que afirma a 1ª lei da reflexão.
04) Correta, desde que a onda seja mecânica. As ondas eletromagnéticas também são transversais, mas não provocam vibrações nas partículas do meio. A vibração dá-se nas intensidades dos campos elétrico e magnético que se propagam pelo meio.
08) Correta. Mais especificamente, a velocidade de uma onda depende das condições do meio. Por exemplo, no ar, a velocidade do som depende da umidade e da temperatura e na água depende da profundidade.
Resposta da questão 15:
02 + 04 + 16 = 22.
01) Errado. São os nodos.
02) Correto. A própria afirmação é a resposta.
04) Correto. Interferência.
08) Errado. Após a superposição cada onda continua a sua propagação.
16) Correta. Esta é a definição de difração Resposta da questão 16:
[D]
I. Correta. No vácuo todas as radiações eletromagnéticas propagam-se com velocidade c 3 10 m / s8 . II. Correta. Pela tabela dada.
III. Incorreta. O bronzeamento e câncer de pela são causados por raios ultravioleta.
Resposta da questão 17:
[A]
Dados: f0 = 2,41010 Hz; v = 72 km/h = 20 m/s; c = 3108 m/s.
Analisando a expressão dada: ∆f = f – f0 = ± Vm
c f0. 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 = Vm
c f0 ∆f = 10
8
20 2, 4 10 3 10
f = 1.600 Hz.
Resposta da questão 18:
[B]
Usando a expressão do efeito Doppler, vem:
O 0
V V f f
V
340 85
f 500 625Hz
340
Resposta da questão 19:
[B]
Desprezando dissipações de energia, pelo princípio da independência, após o encontro, cada pulso segue sua trajetória como era antes desse encontro.
Resposta da questão 20:
[C]
Analisando o gráfico, notamos que o período (T) é ligeiramente maior que 2,5 ms.
Para o período de 2,5 ms, a frequência seria: f =
3
1 1
400 Hz.
T 2,5 10 Logo, a frequência é ligeiramente menor que 400 Hz, ou seja, está sendo emitida a nota sol.
Resposta da questão 21:
[D]
a) Falsa. Ondas sonoras não se propagam no vácuo.
b) Falsa. A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas depende do meio e, no vácuo, é c = 300.000.000 de m/s.
c) Falsa. Ondas sonoras são longitudinais ou mistas.
d) Verdadeira.
e) Falsa. O tempo de cada vibração é o período. A frequência é a quantidade de vibrações por unidade de tempo.
Resposta da questão 22:
[E]
Um estudante menos atencioso, talvez, sem exitar assinalasse a opção (A), pois todo aluno (bom) de ensino médio tem já decorado que o período de um pêndulo simples para oscilações de pequena amplitude é L
T 2
g . Cuidado!!! Essa
expressão só é válida quando a resultante das forças que agem sobre a massa pendular (bolinha) é seu próprio peso.
Veja que essa expressão pode ser escrita como:
mL mL
T 2 T 2
mg P .
No caso geral, quando a resultante das forças sobre a massa tem intensidade F, a expressão torna-se:
mL T 2
F .
Nessa questão, agem na massa pendular (bolinha) duas forças: a força peso e a força elétrica. Como a carga é positiva, a força elétrica tem o mesmo sentido do vetor campo elétrico e sua intensidade é Fel = qE.
A figura a seguir ilustra a situação.
Sendo F = Fel + P = qE + mg, o período das oscilações de pequena amplitude é, então, dado por:
T 2 mL
qE mg. Resposta da questão 23:
01 + 08 = 09
(01) Correta. A velocidade de propagação de uma onda depende das características (natureza e forma) da própria onda e do meio de propagação. Independe de sua intensidade.
(02) Errada. Ao sofrer refração, variam a velocidade da onda e seu comprimento de onda. A frequência não se altera.
(04) Errada. A difração de ondas sonoras é muito importante no dia a dia. É devido a ela que se pode ouvir um som, mesmo quando há obstáculos entre o ouvinte e a fonte. Como exemplo, podemos citar um carro buzinando ao se aproximar de um cruzamento; mesmo não podendo ver o veículo é possível ouvir o som da buzina.
(08) Correta. Eco e reverberação são fenômenos ligados ao intervalo de tempo entre as recepções de dois sons que, partindo da mesma fonte, seguem percursos diferentes, sofrendo reflexões em diversas superfícies. Dependem, portanto, da distância relativa entre o observador e a fonte refletora.
Resposta da questão 24:
[C]
O período (T) de oscilação de um pêndulo simples de comprimento L, para baixas amplitudes, é:
T = 2 L g T
2 = 42 L
g L =
2 2
gT
4 . Fazendo 2 = 10 e substituindo os demais valores, vem:
10(1)2 10
L 4(10) 40 L = 0,25 m.
Resposta da questão 25:
[C]
O período (T) de um pêndulo simples para oscilações de pequena abertura ( < 10°) é dado pela expressão:
T 2 L
g , sendo L o comprimento pendular e g a intensidade do campo gravitacional local.
Assim, sendo T’ e g’, respectivamente, o período e a intensidade do campo gravitacional no referido planeta, temos:
T 2 L g'
T ' 2 g L
T g' T g'
T ' g 2 T g .
Elevando os dois membros ao quadrado e substituindo o valor o g = 10 m/s2, vem:
1 g'
4 10 g’ = 2,5 m/s2. Resposta da questão 26:
[D]
Ondas de rádio são ondas eletromagnéticas.
Resposta da questão 27:
[B]
Ilustrando a situação:
Dados: PMAX = 84 Pa; r = 10 m, = 1,2 kg/m3; v = 350 m/s.
Substituindo os dados na expressão fornecida:
I =
2 2 2
PMAX 84 84
2 v2(1,2)(350)840 8,4
Pa.
Mas a intensidade de uma onda num ponto de uma superfície é a razão entre a potência da fonte e a área de abrangência.
I = Pot A . (I)
Tratando-se de uma superfície hemisférica, a área é metade a área da esfera.
A = 1 2 2
4 r A = 2 r
2 . (II)
Substituindo (II) em (I), vem:
I = Pot2
2 r Pot = 2r
2I = 2102 (8,4) = 1.680 W Pot = 1,68 kW.
Resposta da questão 28:
04 + 08 = 12
(01) Errada. A velocidade de propagação de uma onda só depende da característica da própria onda e das condições do meio.
(02) Errada. A velocidade de propagação da onda independe da velocidade da fonte.
(04) Correta. Quando a onda sonora se reflete na parede, esta funciona como fonte. Como o morcego está se
aproximando da fonte, ocorre o efeito Doppler e ele detecta um som mais agudo que o emitido, ou seja, de maior frequência.
(08) Correta, pois o meio é o mesmo.
(16) Errada. Como já especificado, chama-se efeito Doppler.
Resposta da questão 29:
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.
3 d 2d.
2 3
Substituindo esse valor na equação fundamental da ondulatória, encontramos a frequência (f) do som emitido pelo tubo:
som som
d 3v 3 340
v 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 O
ap1 O
som F O
v v 340 v 340 210
f 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 O
ap2 F
som F F
F
v v 340 17 357 200
f 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 30:
[A]
As ondas de rádio refletem-se na ionosfera, podendo assim contornar a curvatura da Terra, como indicado na figura abaixo.
Resposta da questão 31:
[E]
Sejam IA e IV, as intensidades dispersadas por cada uma das radiações azul e vermelha, respectivamente.
Da equação fundamental da ondulatória:
v = f f = v
. Conforme o enunciado:
4 4 4 4
A A V V 4
V V A A
I f v 720
I f v 400 1,8
A B
I 10,5.
I
Resposta da questão 32:
04 + 08 = 12
(01) Errada. Tanto o campo elétrico como o campo magnético só exercem força sobre partículas eletrizadas. Ondas eletromagnéticas são compostas por fótons, partículas sem massa e sem carga, não sofrendo, portanto, força desses campos.
(02) Errada. A frequência só depende da fonte emissora.
(04) Correta. No vácuo a velocidade da luz é a mesma para todas as radiações eletromagnéticas.
(08) Correta. Em meios dispersivos, radiações de maior frequência propagam-se com velocidades menores. Haja vista que, para a luz visível, a radiação violeta (de maior frequência) tem menor velocidade de propagação que a radiação vermelha (de menor frequência).
(16) Errada. A velocidade de uma onda só depende das características da própria onda e das condições do meio.
Resposta da questão 33:
a) Dados: vsom = v= 340 m/s; = 50 cm = 0,5 m.
Da equação fundamental da ondulatória:
fonte
v 340
f 0,5 ffonte= 680 Hz.
b) Dados: vfonte = 0; vouvinte = 72 km/h = 20 m/s.
1ª Solução:
A frequência aparente (fap) percebida pelo motorista da ambulância (ouvinte) é dada pela expressão do efeito Doppler:
fap =
som ouv int e som fonte
v v
v v f. Substituindo valores:
fap =
340 20
340 0 680 fap = 720 Hz.
Esse valor significa que o motorista recebe 720 frentes de onda por segundo. Em três segundos, a quantidade de frentes de ondas (N) recebidas é:
N = 3(720) N = 2.160.
2ª Solução:
Num intervalo de tempo (t) o espaço percorrido pelo som é:
S = vt. Nesse espaço, cabe uma quantidade de comprimentos de onda (n1), sendo:
n1 =
v t
S .
O mesmo raciocínio pode ser usado para o motorista (ouvinte) que se aproxima da fonte. Então, devido ao seu movimento, ele recebe uma quantidade de frente de ondas (n2), sendo:
n2 =
ouv int e
v t
.
A quantidade total de frentes de onda recebidas (n) é:
n = n1 + n2 =
ouv int e
ouv int e v v
v t
v t t n = 34020
0,5 3 n = 2.160.
c) Já calculado no item anterior, a frequência detectada pelo motorista é a frequência aparente:
fap = 720 Hz.
Resposta da questão 34:
01 + 02 + 04 + 16 = 23
(01) Correta. Definição de índice de refração: c
n v. Como diferentes cores apresentam diferentes velocidades (exceto no vácuo) cada meio tem um índice de refração para cada radiação. Quanto menor a velocidade, maior o índice de refração.
(02) Correta.
(04) É correta, desde que a incidência seja oblíqua, como está induzindo o próprio enunciado.
(08) Errada. Se o objeto se apresenta branco é porque ele reflete todas as cores.
(16) Correta. Sólidos e líquidos irradiam em todas as frequências visíveis, como o filamento de uma lâmpada incandescente.
