1. (Uerj) Uma campainha emite som com frequência de 1 kHz. O comprimento de onda dessa onda sonora é, em centímetros, igual a: a) 1 b) 7 c) 21 d) 34
2. (Uerj) Uma onda eletromagnética passa de um meio para outro, cada qual com índice de refração distinto. Nesse caso, ocorre, necessariamente, alteração da seguinte característica da onda:
a) período de oscilação b) direção de propagação c) frequência de oscilação d) velocidade de propagação
3. (Uerj) Um alto-falante (S), ligado a um gerador de tensão senoidal (G), é utilizado como um vibrador que faz oscilar, com frequência constante, uma das extremidades de uma corda (C). Esta tem comprimento de 180cm e sua outra extremidade é fixa, segundo a figura I.
Num dado instante, o perfil da corda vibrante apresenta-se como mostra a figura II.
Nesse caso, a onda estabelecida na corda possui amplitude e comprimento de onda, em centímetros, iguais a, respectivamente:
a) 2,0 e 90 b) 1,0 e 90 c) 2,0 e 180 d) 1,0 e 180
4. (Uerj) 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.
5. (Uerj) A sirene de uma fábrica produz sons com frequência igual a 2640 Hz. Determine o comprimento de onda do som produzido pela sirene em um dia cuja velocidade de propagação das ondas sonoras no ar seja igual a 1188 km/h.
6. (Uerj) 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.
7. (UFF) Um pescador, em alto mar, observa que seu barco sobe e desce duas vezes a cada 10s, e estima a distância entre duas cristas de ondas que passam pelo barco em 3,0m. Com base nestes dados, o valor da velocidade das ondas é de aproximadamente:
a) 0,30 m/s b) 0,30 m/s c) 0,60 m/s d) 1,5 m/s e) 2,0 m/s
8. (Uerj) Uma onda harmônica propaga-se em uma corda longa de densidade constante com velocidade igual a 400 m/s. A figura a seguir mostra, em um dado instante, o perfil da corda ao longo da direção x.
Calcule a frequência dessa onda.
9. (Uerj) Uma pessoa, movendo-se a uma velocidade de 1 m/s, bateu com a cabeça em um obstáculo fixo e foi submetida a uma ecoencefalografia. Nesse exame, um emissor/receptor de ultrassom é posicionado sobre a região a ser investigada. A existência de uma lesão pode ser verificada por meio da detecção do sinal de ultrassom que ela reflete.
Observe, na figura adiante, que a região de tecido encefálico a ser investigada no exame é limitada por ossos do crânio. Sobre um ponto do crânio se apoia o emissor/receptor de ultrassom.
(Adaptado de The Macmillan visual dictionary. New York: Macmillan Publishing Company, 1992.)
Dado: velocidade do ultrassom no cérebro=1540 m/s
a) Suponha a não-existência de qualquer tipo de lesão no interior da massa encefálica. Determine o tempo gasto para registrar o eco proveniente do ponto A da figura.
b) Suponha, agora, a existência de uma lesão. Sabendo que o tempo gasto para o registro do eco foi de
0,5⋅10
−4 s, calcule a distância do ponto lesionado até o ponto A.10. (Uerj) O dono do circo anuncia o início do espetáculo usando uma sirene. Sabendo que a frequência do som da sirene é de 104Hz, e que a velocidade de propagação do som no ar é aproximadamente de 335m/s, calcule o comprimento de onda do som.
11. (Uerj) A velocidade de propagação de uma onda ou radiação eletromagnética, no ar, é cerca de 3,0×105km/s. A tabela a seguir mostra, em metros, a ordem de grandeza do comprimento de onda (), associado a algumas radiações eletromagnéticas.
Uma onda eletromagnética de frequência 2,5×109Hz, que se propaga na atmosfera, corresponderá à radiação classificada como: a) raios X b) luz visível c) micro-onda d) onda de rádio
12. (Uerj) Um feixe de laser, propagando-se no ar com velocidade v(ar), penetra numa lâmina de vidro e sua velocidade é reduzida para v(vidro)=2v(ar)/3.
Sabendo que, no caso descrito, a frequência da radiação não se altera ao passar de um meio para outro, a razão entre os comprimentos de onda, (vidro)/(ar), dessa radiação no vidro e no ar, é dado por:
a) 1/3 b) 2/3 c) 1 d) 3/2
13. (Uerj) A luz emitida ou absorvida por um átomo, quando projetada em um anteparo, dá origem ao que se chama de espectro atômico, uma espécie de "cédula de identidade" do átomo.
A figura a seguir mostra o espectro de raias da luz emitida pelo átomo de hidrogênio.
Cada raia na figura corresponde a uma frequência da luz emitida. Considere que os comprimentos de onda da luz, capazes de impressionar o olho humano, variem entre 6900 e 4300 Angstroms. Estes comprimentos de onda são, respectivamente, os das cores vermelha e violeta e estão assinalados na figura pelas linhas tracejadas X e Y. Na escala da figura, a distância entre X e Y é igual a 8cm e a raia luminosa W encontra-se a 1cm de X. Sabendo-se ainda que a raia Z corresponde à luz de frequência 6,2×1014Hz e que a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas no vácuo é de 3×108m/s calcule os comprimentos de onda da:
a) raia Z; b) raia W.
14. (Uerj) Um raio luminoso monocromático, ao cruzar a superfície de separação entre duas camadas da atmosfera, sofre um desvio, segundo a figura a seguir.
Os índices de refração n1 e n2, respectivamente, das camadas 1 e 2 e os comprimentos de onda
λ
1 eλ
2 da luz, nas mesmas camadas, satisfazem às seguintes relações:a) n1 > n2 e
λ
1 >λ
2 b) n1 > n2 eλ
1 <λ
2 c) n1 < n2 eλ
1 >λ
2d) n1 < n2 e
λ
1 <λ
215. Um pulso propaga-se em uma corda, tensa, conforme a figura. O pulso vai da região da corda de maior para a de menor densidade linear.
Após o pulso passar pela junção O, o diagrama que mostra a correta figura do pulso (ou pulsos) é: a)
b)
c)
d)
e)
16. A figura a seguir representa uma onda que se propaga ao longo de uma corda com freqüência de 20Hz.
A velocidade de propagação da corda é, em cm/s:
a)1.100 b)2.100 c)1.102 d)2.102 e)4.102
17. A figura mostra dois pulsos que se propagam em sentidos contrários ao longo de uma corda.
a) b)
c) d)
e)
18. A figura representa uma corda que se propaga ao longo de uma corda homogênea, esticada, com freqüência de 3,0 Hz. A velocidade de propagação da onda, em cm/s, vale:
a) 45 b) 30 c) 15 d) 60 e) 75
19. (UFRJ) Um observador nota que ondas de frequência constante vindas do alto mar, ao se aproximarem de uma praia, mudam sua direção de propagação ao passarem sobre um banco de areia, o qual reduz a profundidade no local de h0 para h. As figuras abaixo mostram que as ondas incidem com ângulo i = 45º e se refratam com ângulo r = 30º.
Vista superior
Vista lateral
Sabendo que a velocidade de propagação dessas ondas é diretamente proporcional à raiz quadrada da profundidade local, calcule a razão h / h0.
20. (UFRJ) A figura mostra, em um certo instante, três pequenos barcos A, B, e C, em alto mar, submetidos à ação de uma onda suave, praticamente harmônica, que se propaga da esquerda para a direita; observe que o barco está no ponto mais baixo da onda.
Considerando que os barcos têm apenas movimento vertical devido à passagem da onda, indique para cada barco se sua velocidade vertical é nula, se tem sentido para cima, ou se tem sentido para baixo, no instante considerado.
21. (UFRJ) Um trem de ondas, de comprimento de onda = 100m, se propaga no oceano com uma velocidade de 30 m/s.
Calcule quanto tempo leva o bote de um náufrago, à deriva, para executar uma oscilação completa.
22. (UFRJ) A figura representa a fotografia, em um determinado instante, de uma corda na qual se propaga um pulso assimétrico para a direita.
Seja tA o intervalo de tempo necessário para que o ponto A da corda chegue ao topo do pulso; seja tB o intervalo de tempo necessário para que o ponto B da corda retome à sua posição horizontal de equilíbrio. Tendo em conta as distâncias indicadas na figura, calcule a razão tA/tB.
23. (UFRJ) Um aparelho de ultra-som para uso em medicina, deve produzir imagens de objetos de diâmetros maiores do que d. Para tanto, o comprimento de onda do som deve obedecer à desigualdade( / d) 10 -1 Sabendo que d = 1 mm e considerando que a velocidade do som no meio em questão seja v=1.000 m/s, calcule a frequência mínima da onda que deve ser utilizada no aparelho.
24. (UFRJ) Uma onda se propaga em um meio homogêneo com uma velocidade V0. Sejam f0 sua frequência e
λ
0 seu comprimento de onda nesse meio. Esta mesma onda se propaga em um outro meio homogêneo com uma velocidade (2/3) V0. Sejam sua frequência f eλ
seu comprimento de onda nesse outro meio.a) Calcule a razão f / f0
b) Calcule a razão
λ
/λ
025. (UFRJ) Duas fontes F1 e F2, em fase, produzem ondas periódicas de comprimento de onda λ. A distância entre as fontes vale 5λ. Alinhado com as fontes, temos o ponto P, no qual as ondas têm a mesma amplitude A.
Calcule a amplitude da onda resultante no ponto P
26. (UFRJ) O gráfico abaixo registra um trecho de uma corda esticada, onde foi gerada uma onda progressiva, por um menino que vibra sua extremidade com um período de 0,40 s.
A partir do gráfico, obtenha as seguintes informações: a) amplitude e comprimento de onda;
b) frequência e velocidade de propagação. Justifique sua resposta.
27. (UFRJ) Antenas de transmissão e recepção de ondas eletromagnéticas operam eficientemente quando têm um comprimento igual à metade do comprimento de onda da onda transmitida ou recebida. Usando esse fato e o valor c = 3,0 x108 m/s para a velocidade da luz, calcule o valor que deve ter o comprimento da antena de um telefone celular que opera eficientemente com ondas de frequência igual a 1,5 x 109 Hz.
28. (UFF) Agitando-se a extremidade de uma corda esticada na horizontal, produz-se uma sequência de ondas periódicas denominada “trem de ondas”, que se propaga com velocidade v constante, como mostra a figura.
Considerando a velocidade v = 10 m/s e a distância entre uma crista e um vale adjacente, x = 20 cm, o período T de oscilação de um ponto da corda por onde passa o trem de ondas é, em segundos:
a) 0,02 b) 0,04
c) 2,0 d) 4,0
e) impossível determinar, já que depende da amplitude do trem de ondas
29. (UFF) A velocidade de propagação de uma tsunami em alto mar pode ser calculada com a expressão v = , onde g é a aceleração da gravidade e h a profundidade local. A mesma expressão também se aplica à
propagação de ondas num tanque de pequeno tamanho. Considere a situação mostrada no esquema, onde uma torneira goteja, a intervalos regulares, sobre o centro de um tanque que tem duas profundidades diferentes.
30. (UFF) Um raio luminoso, propagando-se num meio A, atinge a interface entre os meios A e B, conforme esquematizado na figura. As linhas tracejadas representam as frentes de onda associadas ao raio, e a distância entre elas é o comprimento de onda da luz incidente. Sabe-se que o tempo que a luz leva para percorrer uma certa distância em A é menor que o tempo que ela leva para percorrer a mesma distância em B.
A propagação da onda refratada no meio B é corretamente representada pelo diagrama: a)
c) d) Gabarito: 1 – D 2 – D 3 – D 4 – 1540m/s 5 – 0,125m 6 – Demonstração 7 – C 8 – 800Hz 9 – a) 1,3 x 10-4s b) 6,15cm 10 – 3,35cm 11 – C 12 – B 13 – a) R: Z = 4838 Aº b) R: W = 6575 Aº 14 – C 15 – E 16 – E 17 – B 18 – A 19 – 1/2
20 - A para cima, B nula e C para baixo 21 – (10/3)s
23 – 107Hz 24 – a) 1 b) 2/3 25 - Concordância de fase: A = A + A = 2A 26 – a)7,5cm b) f = 0,025Hz e v = 0,35cm/s 27 – L = 0,10m 28 – B 29 – C 30 - D