Disciplina Física Curso
Ensino Médio
ProfessorAndré Ito
Série3ª E.M.
ROTEIRO DE ESTUDOS DE RECUPERAÇÃO E REVISÃO
Aluno (a): Número:
1 - Conteúdo:
Introdução ao estudo de ondas, os fenômenos ondulatórios e as ondas sonoras.
2 - Data de entrega:
No dia da prova de recuperação para que o aluno leve o material para estudo.
3 - Material para consulta:
Livro didático, portfólio e caderno com as anotações.
4 - Trabalho a ser desenvolvido:
O aluno deverá resolver os seguintes exercícios com as devidas resoluções e justificativas quando houver, ou não,
múltipla escolha. Deverá ser entregue as resoluções em folha a parte (pautada ou de caderno) com as devidas
identificações.
Lista de exercícios
1. Vulcões submarinos são fontes de ondas acústicas que se propagam no mar com frequências baixas, da ordem de 7,0 Hz, e comprimentos de onda da ordem de 220 m.
Utilizando esses valores, calcule a velocidade de propagação dessas ondas. 2. Uma onda luminosa se propaga em um meio cujo índice de refração é 1,5. Determine a velocidade de propagação desta onda luminosa no meio, em m/s.
Considere a velocidade da luz no vácuo igual a 3,0 108 m/s TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
O Brasil prepara-se para construir e lançar um satélite geoestacionário que vai levar banda larga a todos os municípios do país. Além de comunicações estratégicas para as Forças Armadas, o satélite possibilitará o acesso à banda larga mais barata a todos os municípios brasileiros. O ministro da Ciência e Tecnologia está convidando a Índia – que tem experiência neste campo, já tendo lançado 70 satélites – a entrar na disputa internacional pelo projeto, que trará ganhos para o consumidor nas áreas de Internet e telefonia 3G.
(Adaptado de: BERLINCK, D. Brasil vai construir satélite para levar banda larga para todo país. O Globo, Economia, mar. 2012. Disponível em:
<http://oglobo.globo.com/economia/brasil-vai-construir-satelite-para-levar-banda-larga-para-todo-pais-4439167>. Acesso em: 16 abr. 2012.)
3. Suponha que as ondas geradas pelo satélite geoestacionário possuam uma frequência constante de 1,0 10 Hz8 e demorem
1
1,1 10 s para percorrer a distância de 3,3 10 m7 entre o emissor e uma antena receptora. Com relação às ondas emitidas, considere as afirmativas a seguir.
I. Sua velocidade é de 3,0 10 m s.8
II. Sua velocidade é diretamente proporcional ao seu comprimento de onda. III. Sua velocidade é inversamente proporcional à sua frequência.
IV. Seu comprimento de onda é de 3,0 10 3m.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
4. Em dias de tempestade, podemos observar no céu vários relâmpagos seguidos de trovões. Em algumas situações, estes
chegam a proporcionar um espetáculo à parte. É CORRETO afirmar que vemos primeiro o relâmpago e só depois escutamos o seu trovão porque:
a) o som se propaga mais rápido que a luz. b) a luz se propaga mais rápido que o som. c) a luz é uma onda mecânica.
d) o som é uma onda eletromagnética.
e) a velocidade do som depende da posição do observador.
5. Em Portugal, a cidade do Porto aceitou o desafio de um fabricante de lâmpadas e instalou luminárias que usam a tecnologia dos LEDs de alta potência e emitem uma tonalidade de cor mais agradável, ao mesmo tempo que poupam energia.
Sobre a propagação de ondas, assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, o texto a seguir.
Seja qual for o tipo de lâmpada utilizada, a luz propaga-se como uma onda ____________ no vácuo e também em meios materiais, desde que estes sejam ____________ ou sejam _____________.
a) mecânica – opacos – transparentes b) mecânica – translúcidos – transparentes c) eletromagnética – opacos – translúcidos d) eletromagnética – opacos – transparentes e) eletromagnética – transparentes – translúcidos
6. A expansão do universo foi descoberta em 1926, pelo astrônomo americano Edwin Hubble, que, ao observar o espectro de emissão das galáxias, percebeu que este estava desviado para o vermelho. Esse efeito poderia ser explicado devido ao fato de as galáxias estarem se afastando de nós. A base dessas conclusões é o Efeito Doppler, descrito como uma característica observada em ondas emitidas ou refletidas por fontes em movimento relativo a um observador. Esse efeito foi descrito, teoricamente, pela primeira vez, em 1842, por Johann Christian Andreas Doppler, tendo recebido o nome de Efeito Doppler em sua homenagem.
Uma fonte fixa emite uma onda com certa frequência, que se propaga com determinado comprimento de onda e é percebida por um observador também fixo. Se, no entanto, a fonte se mover, afastando-se do observador fixo, este perceberá uma onda, comparativamente àquela em que a fonte estava fixa, de comprimento de onda _____________ e de frequência _____________.
As lacunas são corretamente preenchidas, respectivamente, por a) maior ; maior.
b) menor ; menor. c) menor ; maior. d) maior ; menor. e) igual ; menor.
7. 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 qual?
8. A luz propaga-se com velocidade de módulo c = 3 x108 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.
9. 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, de quais tipos?
10. 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 d e qual nome? Justifique.
11. 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 quais fenômenos ondulatórios. 12. 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.
13. 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.
14. 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.
15. É possível investigar a estrutura de um objeto com o uso da radiação eletromagnética. Para isso, no entanto, é necessário que o comprimento de onda dessa radiação seja da mesma ordem de grandeza das dimensões do objeto a ser investigado. Os raios laser são um tipo específico de radiação eletromagnética, cujas frequências se situam entre 4,6 × 1014 hertz e 6,7 × 1014
hertz.
Considerando esses dados, demonstre por que não é possível utilizar fontes de laser para investigar o interior de um núcleo atômico esférico que tem um raio da ordem de 10-15m.
16. 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.
17. 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
18. 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 èi = 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 è 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 è 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.
19. 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.
