Aula 9
Objetivo: Realizar exercícios de vestibulares e do exame nacional do ensino
médio (ENEM) de física ondulatória.
Como Abordar:
Utilize o livro didático, peça para os alunos realizarem os exercícios do
capítulo referente à física ondulatória. Caso a escola não utilize livro didático,
entregue uma lista de exercícios para os alunos.
Lista de Exercícios de Ondulatória
1. (UPF 2016) A onda mostrada na figura abaixo se propaga com velocidade de 32 m/s. Analisando a imagem, é possível concluir que a amplitude, o comprimento de onda e a frequência dessa onda são, respectivamente:
(A) 2 cm / 4 cm / 800Hz. (B) 1 cm / 8 cm / 500Hz. (C) 2 cm / 8 cm / 400Hz. (D) 8 cm / 2 cm / 40 Hz. (E) 1 cm / 8 cm / 400Hz.
2. (ENEM 2014) Alguns sistemas de segurança incluem detectores de movimento. Nesses sensores, existe uma substância que se polariza na presença de radiação eletromagnética de certa região de frequência, gerando uma tensão que pode ser amplificada e empregada para efeito de controle. Quando uma pessoa se aproxima do sistema, a radiação emitida pelo seu corpo é detectada por esse tipo de sensor.
WENDLING, M. Sensores. Disponível em www2.feg.unesp.br. Acesso em: 7 maio 2014 (adaptado). A radiação captada por esse detector encontra-se na região de frequência
(A) Da luz visível. (B) Do ultravioleta. (C) Do infravermelho. (D) Das micro-ondas.
3. (ENEM 2015) A radiação ultravioleta (UV) é dividida, de acordo com três faixas de frequência, em UV-A, UV-B e UV-C,
Para selecionar um filtro solar que apresente absorção máxima na faixa UV-B, uma pessoa analisou os espectros de absorção da radiação UV de cinco filtros solares:
Considere: velocidade da luz = 3,0x108 m/s e 1 nm = 1,0x10-9 m. O filtro solar que a pessoa deve selecionar é
(A) V. (B) IV. (C) III. (D) II. (E) I.
4. (ENEM 2012) Nossa pele possui células que reagem à incidência de luz ultravioleta e produzem uma substância chamada melanina, responsável pela pigmentação da pele. Pensando em se bronzear, uma garota vestiu um biquíni, acendeu a luz de seu quarto e deitou-se exatamente abaixo da lâmpada incandescente. Após várias horas ela percebeu que não conseguiu resultado algum. O bronzeamento não ocorreu porque a luz emitida pela lâmpada incandescente é de
(A) baixa intensidade. (B) baixa frequência.
(C) um espectro contínuo. (D) amplitude inadequada.
(E) curto comprimento de onda.
5. (ENEM 2013) Em um piano, o Dó central e a próxima nota Dó (Dó maior) apresentam sons parecidos, mas não idênticos. É possível utilizar programas computacionais para expressar o formato dessas ondas sonoras em cada uma das situações como apresentado nas figuras, em que estão indicados intervalos de tempo idênticos (T).
A razão entre as frequências do Dó central e do Dó maior é de: (A) 1/2 (B) 2 (C) 1 (D) -1/4 (E) 4
6. (ENEM 2013) Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana. Os espectadores de uma linha, sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacente. O efeito coletivo se propaga pelos espectadores do estádio, formando uma onda progressiva, conforme ilustração.
Calcula-se que a velocidade de propagação dessa “onda humana” é 45km/h e que cada período de oscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente distanciadas entre si por 80cm.
Disponível em: www.ufsm.br. Acesso em 7 dez. 2012 (adaptado) Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de
(A) 0,3. (B) 0,5. (C) 1,0. (D) 1,9. (E) 3,7.
7. (UFRGS 2015) Na figura abaixo, estão representadas duas ondas transversais P e Q, em um dado instante de tempo. Considere que as velocidades de propagação das ondas são iguais.
Sobre essa representação das ondas P e Q, são feitas as seguintes afirmações. I - A onda P tem o dobro da amplitude da onda Q.
II - A onda P tem o dobro do comprimento de onda da onda Q. III - A onda P tem o dobro da frequência da onda Q.
Quais estão corretas? (A) Apenas I.
(B) Apenas II. (C) Apenas III. (D) Apenas I e II. (E) I, II e III.
8. (UCS 2015) Dirigido pelo cineasta inglês Alfred Hitchcock, o filme Janela Indiscreta (Rear Window) conta a historia de um fotografo que quebra a perna e precisa ficar de repouso, sem poder sair de casa. Então, ele, com uma cãmera com lente teleobjetiva, da janela do seu quarto, observa o que acontece nas casas da vizinhança e, a partir disso, crê ter indícios de que um crime ocorreu. Considere um observador em condições físicas semelhantes as do personagem do filme, mas contando com uma luneta terrestre e com um sistema de captação de som que lhe permita identificar sons produzidos a quilômetros de distância. Suponha que ele tenha tido sua atenção despertada para um crime envolvendo o disparo de um revolver que ocorreu a 3 km de sua janela. Nessas condições, e correto dizer que o observador
(A) ouviu o som do disparo antes de ver o gatilho sendo puxado. (B) viu o gatilho sendo puxado antes de ouvir o som da arma.
(C) ouviu o som do disparo ao mesmo tempo em que viu o gatilho sendo puxado.
(D) viu e ouviu uma mistura das duas informações, pois em distancias superiores a 1 km da fonte, ondas sonoras e luminosas interferem entre si.
(E) ouviu o tiro, mas não viu o gatilho sendo puxado, porque uma luneta terrestre e feita de lentes objetivas divergentes que só permitem observar distancias astronômicas.
9. (PUCRS 2014) Admitindo que, durante a vibração da corda, é originada a onda estacionária representada na figura, cujos ventres oscilam 120 vezes por segundo, é possível afirmar que a velocidade de propagação dos pulsos, na corda, é igual a
(A) 30 m/s (B) 84 m/s (C) 96 m/s (D) 110 m/s (E) 120 m/s
10. (PUCRS 2014) Um estudante de Física encontra-se num barco ancorado num lago de águas calmas. Repentinamente, começa a soprar uma brisa leve, que gera pequenas ondulações na superfície da água, fazendo oscilar uma folha que flutua nas proximidades do barco. Observando essas ondulações e o movimento da folha, o estudante estima que a distância entre duas cristas de onda sucessivas é aproximadamente 40 cm e que passam pela folha 30 cristas por minuto.
De acordo com essas informações, a frequência, o comprimento de onda e a velocidade de propagação das ondas são, respectivamente,
(A) 0,50Hz - 0,40m - 0,20m/s (B) 0,50Hz - 0,40m - 2,0m/s (C) 2,0Hz - 0,20m - 2,0m/s (D) 2,0Hz - 0,80m - 0,20m/s (E) 30Hz - 0,80m - 8,0m/s
11. (PUCRS 2010) O comprimento de uma corda de guitarra é 64,0cm. Esta corda é afinada para produzir uma nota com frequência igual a 246Hz quando estiver vibrando no modo fundamental. Se o comprimento da corda for reduzido à metade, a nova frequência fundamental do som emitido será:
(A) 123Hz (B) 246Hz (C) 310Hz (D) 369Hz (E) 492Hz
12. (UCS 2012) Se você pegar duas pequenas latas vazias, como as de ervilha em conserva, retirar a tampa de um dos lados de cada lata, fizer um pequeno orifício no lado oposto e colocar, nesse orifício, um fio, que pode ser de náilon, linha de costura ou barbante, ligando as duas latas por meio desse fio, é possível simular um telefone. Isso acontece porque o som se propaga pela linha como
(A) ondas eletromagnéticas transversais. (B) ondas mecânicas longitudinais. (C) pequenas partículas de matéria. (D) corrente elétrica.
(E) ondas eletromagnéticas longitudinais.
13. (UFRGS 2012) Considere as seguintes afirmações sobre ondas eletromagnéticas. I – frequências de ondas de rádio são menores que frequências da luz visível.
II – comprimentos de onda de microondas são maiores que comprimentos de onda da luz visível.
III – energias de ondas de rádio são menores que energias de microondas. Quais estão corretas?
(A) apenas I. (B) apenas II. (C) apenas III. (D) apenas II e III. (E) I, II e III.
14. (UFRGS 2012) Circuitos elétricos provocam oscilações de elétrons em antenas emissoras de estações de rádio. Esses elétrons acelerados emitem ondas de rádio que, através de modulação controlada da amplitude ou da frequência, transportam informações.
Qual é, aproximadamente, o comprimento de onda das ondas emitidas pela estação de rádio da UFRGS, que opera na frequência de 1080 kHz?
(Considere a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas na atmosférica igual a 3x108 m/s) (A) 3,6 x 10-6 m. (B) 3,6 x 10-3 m. (C) 2,8 x 102 m. (D) 2,8 x 105 m. (E) 2,8 x 108 m.
15. (UFRGS 2008) O oboé é um instrumento de sopro que se baseia na física dos tubos sonoros abertos. Um oboé, tocado por um músico, emite uma nota dó, que forma uma onda estacionária, representada na figura abaixo.
Sabendo-se que o comprimento do oboé é L = 66,4 cm, quais são, aproximadamente, o comprimento de onda e a frequência associados a essa nota?
(Dado: a velocidade do som é igual a 340 m/s.) (A) 66,4 cm e 1024 Hz.
(B) 33,2 cm e 512 Hz. (C) 16,6 cm e 256 Hz. (D) 66,4 cm e 113 Hz. (E) 33,2 cm e 1024 Hz.
16. (PUCRS 2015) Comparando as características ondulatórias da radiação ultravioleta e das micro-ondas, é correto afirmar que
(A) ambas possuem a mesma frequência. (B) as micro-ondas não podem ser polarizadas. (C) apenas a radiação ultravioleta pode ser difratada.
(D) ambas se propagam no vácuo com velocidades de mesmo módulo. (E) apenas as micro-ondas transportam quantidade de movimento linear.
17. (UFRGS 2016) A figura abaixo representa uma onda estacionária produzida em uma corda de comprimento L = 50 cm.
Sabendo que o módulo da velocidade de propagação de ondas nessa corda é 40 m/s, a frequência da onda é de (A) 40Hz.
(B) 60Hz. (C) 80Hz. (D) 100Hz. (E) 120Hz.
18. (PUCRS 2013) Fazendo vibrar um fio esticado entre dois pontos fixos, como numa corda de violão, é possível obter diversos padrões de ondas estacionárias, os quais são denominados de harmônicos. No esquema a seguir, que não está em escala, é mostrado um desses harmônicos.
Analisando esse harmônico, pode-se afirmar corretamente que o comprimento de onda e a amplitude da onda estacionária, em metros, são, respectivamente,
(A) 0,50 e 6,0 (B) 2,0 e 0,25
(C) 2,0 e 0,50 (D) 4,0 e 0,25 (E) 6,0 e 0,50
19. (PUCRS) Responder à questão 19 com base nas afirmações a seguir.
I. O som é uma onda mecânica, longitudinal, e a luz é uma onda eletromagnética, transversal. II. O som e a luz são ondas mecânicas e propagam-se também no vácuo.
III. O som e a luz são ondas eletromagnéticas e necessitam um meio material para se propagar.
Pela análise das afirmações, conclui-se que somente (A) está correta a I.
(B) está correta a II. (C) está correta a III. (D) estão corretas a I e a III. (E) estão corretas a II e a III.
20. (UFSM 2005) Uma máquina colheitadeira moderna incorpora um dispositivo GPS, que funciona emitindo ondas eletromagnéticas a um satélite. Se o satélite está a uma distância de 240 km da colheitadeira e se as ondas eletromagnéticas têm comprimento de 1,2cm, a frequência das ondas e o tempo de ida são respectivamente, em Hz e em s. Considere c = 3x108 m/s (A) 2,5 x 1014 , 8 x 10-5 (B) 3,6 x 1012 , 8 x 10-6 (C) 2,5 x 1010 , 8 x 10-4 (D) 3,6 x 1010 , 8 x 10-5 (E) 2,5 x 108 , 8 x 10-4
