Ondas Ok

(1)

TUDO DE ONDAS DA COVEST( DE 1990 ATÉ 2005)

CONCEITOS BÁSICOS

01.

02. O menor intervalo de tempo para que o cérebro humano consiga distinguir dois sons que chegam ao ouvido é, em média, 100 ms. Este fenômeno é chamado persistência auditiva. Qual a menor distância que podemos ficar de um obstáculo para ouvir o eco de nossa voz?

A) 16,5 m B) 17,5 m C) 18,5 m D) 19,5 m E) 20,5 m

03. A figura abaixo representa a taxa de repetição de um evento periódico, onde o eixo horizontal indica o tempo. Se cada divisão horizontal vale 10x10-3s, determine, em Hz, a freqüência com que ocorre o evento.

04. Uma onda senoidal se propaga em uma corda. O tempo transcorrido para um ponto da corda passar de uma situação de deslocamento máximo para a de deslocamento zero é 1,25 x 10-2_{s. Qual a freqüência, em Hz, dessa onda?}

05.

06.

O som de uma sirene de colégio é escutada pelos estudantes 0,1s após ter iniciado a tocar. Considerando que a distância entre os estudantes e a sirene equivale a 1700 comprimentos de ondas, determine, em unidades de 103 _{Hz, a} freqüência do som (admita que a velocidade do som no ar é 340m/s).

07. A oscilação representada na figura abaixo foi produzida em uma corda, num intervalo de tempo de 1,6 s. Determine a velocidade de propagação da onda em cm/s.

08. Uma onda senoidal se propaga ao longo de uma corda de 3,5 m de comprimento. Esta onda é gerada por um oscilador mecânico que está ligado na extremidade esquerda da corda, de acordo com a figura. Sabendo-se que a freqüência de oscilação é de 1000 Hz, qual o intervalo de tempo, em unidades de 10-3_s, que a onda leva para atingir a outra extremidade da corda?

09. A figura abaixo mostra esquematicamente as ondas na superfície d’água de um lago, produzidas por uma fonte de freqüência 6,0 Hz, localizada no ponto A. As linhas cheias correspondem às cristas, e as pontilhadas representam os vales em um certo instante de tempo. Qual o intervalo de tempo, em segundos, para que uma frente de onda percorra a distância da fonte até o ponto B, distante 60 cm?

10. Um funil contendo areia fina e seca é pendurado por um fio de comprimento L= 3m. Em seguida ele é posto a oscilar perpendicularmente em relação a uma esteira graduada em centímetros que se move com velocidade constante, v, conforme a figura. Sabendo que o período do pêndulo é de 2s, determine a velocidade da esteira, em cm/s.

C

(2)

11. O diagrama abaixo representa uma onda que se propaga ao longo da direção X num meio uniforme. Qual característica física da onda é constante?

A) Freqüência B) Amplitude

C) Comprimento de onda D) Período

E) Velocidade

12. O gráfico abaixo representa a posição y de uma rolha que se move verticalmente em uma piscina, onde é produzida uma onda transversal com cristas sucessivas distantes 2,0m umas das outras. Qual a velocidade de propagação da onda?

A) 0,5m/ s B) 1,0m/ s C) 2,0m/ s D) 3,0m/ s E) 4,0m/ s

13. A figura representa uma parte de uma corda, em um dado instante, por onde se propaga uma onda de freqüência 4,0 Hz. Qual a velocidade de propagação da onda, em cm/s?

14. Uma onda sonora que se propaga com velocidade igual a 330m/s através de um tubo de 90cm desloca as moléculas de ar de suas posições de equilíbrio. O valor do deslocamento s( t ) das moléculas em um determinado instante de tempo t, e ao longo do comprimento do tubo, pode ser representado pelo gráfico abaixo. Qual a freqüência, em kHz, dessa onda sonora?

A) 1,1 D) 0,5 B) 0,9 E) 0,3 C) 0,6

15. As curvas A e B representam duas fotografias sucessivas de uma onda transversal que se propaga numa corda. O intervalo entre as fotografias é de 0,008 s e é menor do que o período da onda. Calcule a velocidade de propagação da onda na corda, em m/s.

16. A figura abaixo mostra três fotografias consecutivas e superpostas de uma onda transversal viajante numa corda. O intervalo entre duas fotografias consecutivas é de 0,05 s e é menor do que o período da onda. A partir da figura, determine a velocidade da onda em m/s.

"Quem acredita que o dinheiro faz tudo costuma estar habituado a fazer qualquer

(3)

17. A figura abaixo mostra três fotografias consecutivas e superpostas de uma onda viajante numa corda. A partir da figura, determine a velocidade da onda em m/s.

RESSONÂNCIA NUMA CORDA

18.

19. Uma corda esticada, presa por suas extremidades, entra em ressonância na sua freqüência, mas baixa, igual a 200 Hz. Qual o comprimento da corda, em centímetros, se a velocidade das ondas transversais na corda é de 300 m/s?

20.

Uma corda vibra no 4o_{harmônico, entre dois pontos fixos}

distantes 4,0m entre si. Sabendo que a velocidade de propagação da vibração na corda é 150 m/s, qual é a freqüência da vibração em Hertz?

21.

Um arame de aço de 40cm de extensão é esticado e preso nas extremidades. Sabendo-se que 250 e 300 Hz são duas freqüências sucessivas de vibração do arame nesta configuração, determine a velocidade de propagação, em m/s, das ondas transversais nesse arame.

22. Uma corda está presa nas duas extremidades e tem uma ressonância para o comprimento de onda de 18 cm, com o harmônico n, e uma outra, para o comprimento de onda de 16 cm, com o harmônico n+1. Qual o comprimento da corda, em cm?

23.

24. A figura mostra um modo estacionário em uma corda homogênea, de comprimento L, que tem uma extremidade fixa e a outra livre. Determine a razão entre a freqüência deste modo e a do modo estacionário de mais baixa freqüência (modo fundamental).

L

TRAÇÃO COM VELOCIDADE

"Dinheiro no banco é como a pasta de dentes: Fácil de tirar, mas muito difícil de voltar a

(4)

25.

Uma corda de violão produz um som de freqüência 880 Hz, quando esticada sob uma tensão de 360 N. Quanto deve ser, em Newtons, a tensão aplicada nesta corda para que ela produza um som cuja freqüência seja 440 Hz?

26. Uma corda de violão de 1,0 m de comprimento tem massa de 20 g. Considerando que a velocidade (v) de uma onda na corda, a tensão (T) e a densidade linear de massa da corda (µ) estão relacionadas por v =

µ

T

, calcule a tensão, em unidades de 102_{N, que deve ser aplicada na corda, para} afiná-la em dó médio (260 Hz), de modo que o comprimento da corda seja igual a meio comprimento de onda.

27.

28.

TUBOS SONOROS

29.

30. Um êmbolo executa um movimento oscilatório com pequena amplitude, ao longo de um tubo cilíndrico fechado contendo ar à pressão atmosférica. Qual deve ser a freqüência de oscilação do êmbolo, em Hz, para que não haja saída ou entrada de ar, através de dois orifícios feitos nas posições indicadas na figura? Suponha que a posição dos orifícios coincide com nós de uma onda sonora estacionária e considere a freqüência mais baixa possível. L = 100 cm L/3 L/3 L/3 orifícios êmbolo tubo A) 170 B) 340 C) 510 D) 680 E) 850

REFRAÇÃO DE ONDAS

31. Num certo material o índice de refração para a luz violeta (λ1 = 300 nm) é 1,5 enquanto que para a luz vermelha (λ2 = 650 nm) vale 1,8. Em conseqüência, no interior do material a velocidade da luz violeta (v1) é diferente da velocidade da luz vermelha (v2). Calcule a quantidade 10 x (v1 / v2)

INTERFERÊNCIA

32. Duas fontes sonoras idênticas F1 e F2 estão diante de um receptor, como indica a figura. As distâncias ao receptor são respectivamente, d1 e d2. As fontes emitem sons, em fase, de mesma freqüência e a interferência no receptor é construtiva. Deslocando-se uma das fontes de 1m para a direita ou para a esquerda, a interferência no receptor passa gradualmente de construtiva para destrutiva. Determine o comprimento de onda comum emitido pelas fontes, em metros.

F1

F2

d2

d1

RECEPTOR

33. Duas fontes sonoras pontuais F1 e F2, separadas entre si de 4,0 m, emitem em fase e na mesma freqüência. Um observador, se afastando lentamente da fonte F1, ao longo do eixo x, detecta o primeiro mínimo de intensidade sonora, devido à interferência "Gosto de viver pobre, porém com muito

(5)

das ondas geradas por F1 e F2, na posição x = 3,0 m. Sabendo-se que a velocidade do som é 340 m/s, qual a freqüência das ondas sonoras emitidas, em Hz?

34.

35.

Duas ondas harmônicas Y1 = 0,08 sen (kx – wt ) e Y2 =

0,08 sen ( kx – wt + 2

π

/3 ), com amplitudes dadas em

metros, se propagam ao longo de uma corda, em uma

mesma direção. Determine o valor em centímetros da

amplitude da onda resultante.

EXPERIÊNCIA DE YOUNG

36. A figura mostra um esquema da experiência de Young que permite observar franjas de interferência óptica sobre o anteparo. A separação entre as fendas micrométricas é d = 0,1

mm e o anteparo está a uma distância D = 2 m do plano das fendas. Se usarmos luz de comprimento de onda λ = 500 nm, qual será a distância y , em mm, entre a primeira franja de interferência destrutiva e o ponto P0 onde se localiza o máximo central de interferência? D Anteparo Po y θ d Feixe luminoso

37. Na experiência de Young com luz de comprimento de onda l = 400 nm, o primeiro mínimo de interferência se localiza no ponto P a 2 mm do máximo central quando o padrão de interferência é observado numa tela na distância D = 1 m. Calcule a distância d entre as fendas, em décimos de milímetros?

POLARIZAÇÃO

38. Luz linearmente polarizada na direção y, e propagando-se ao longo da direção z, incide sobre uma placa transparente polarizadora (polaróide), cujo eixo forma um ângulo de 30° com a direção do campo elétrico da luz. Considere que a luz incidente tem intensidade I0 e que a intensidade da luz

transmitida é I. Qual o valor percentual da razão R = I/I0?

"Se você escolhe não decidir, você já tomou uma decisão."

(6)

A) 75 % B) 67 % C) 45 % D) 30 % E) 17 %

39. A intensidade de um feixe de luz linearmente polarizado é de 64 × 10-6_W/m2_{. Calcule a intensidade do feixe, em} unidades de 10-6_W/m2_{, logo após a passagem por um} polarizador cuja direção de polarização faz um ângulo de 60º com a direção da polarização original do feixe.

ANÁLISE TEÓRICA

40.Qual(ais) característica(s) da luz -- comprimento de onda, freqüência e velocidade -- muda(m) de valor quando a luz passa do ar para o vidro?

A) Apenas a freqüência. B) Apenas a velocidade.

C) A freqüência e o comprimento de onda. D) A velocidade e o comprimento de onda. E) A freqüência e a velocidade.

41. Analise as afirmativas abaixo relativas a diferentes ondas eletromagnéticas e indique qual é a correta.

A) No vácuo, a radiação ultravioleta propaga-se com velocidade maior do que as microondas.

B) No vácuo, a velocidade dos raios X é menor que a velocidade da luz azul.

C) As ondas de rádio têm freqüências maiores que a luz visível.

D) Os raios X e raios γ têm freqüências menores que a luz visível.

E) A freqüência da radiação infravermelha é menor que a freqüência da luz verde.

42. M.H.S

43.

44. Uma partícula está presa a uma mola de constante de força k = 200 N/m. O gráfico abaixo mostra como sua posição varia em função do tempo. Qual a energia cinética da partícula no instante t = 4,0 s, em milijoules?

45. Dois pêndulos simples de massas mA e mB e comprimentos lA e lB, respectivamente, são abandonados no mesmo instante, a partir do repouso, como indicado na figura. Depois de 10 ciclos do

"A administração é feita tomando-se decisão e vendo se essas decisões estão implementadas." (Harold Geneen)

(7)

pêndulo A e 2 ciclos do pêndulo B, as posições iniciais se repetem, simultaneamente. Qual a razão lB / lA ?

46. Uma massa m está presa na extremidade de uma mola de massa desprezível e constante elástica conhecida. A massa oscila em torno da sua posição de equilíbrio x = 0, com amplitude A, sobre uma superfície horizontal sem atrito. Qual dos gráficos abaixo representa melhor a energia cinética Ec, em função da posição x da massa?

Ec -A A A) _E_c -A A B) Ec -A A C) _E_c -A A D) Ec -A A E) x x x x 0 0 0 0 0 x

TUDO DA UFPE/UFRPE

DE 1990 ATÉ 2005

CAMPO MAGNÉTICO

"Onde há uma empresa de sucesso, alguém tomou alguma vez uma decisão valente."

(8)

01.

02.

03.

04.

Dois longos fios paralelos transportam correntes iguais e de sentido oposto, e estão separados por uma distância igual a 2b. Determine a relação BQ / BP entre os módulos do vetor indução magnética no ponto Q, eqüidistante e coplanar aos dois fios, e no ponto P, coplanar com os fios e situado a uma distância b do fio da esquerda.

05.

Um fio longo passa pelo ponto A e transporta uma corrente constante, criando um campo de indução magnética de intensidade Bi = 12 T, no ponto P, a uma distância de 10m. Um

segundo fio longo é, então, colocado paralelamente ao primeiro, passando pelo ponto B que dista 10m tanto de A quanto de P. Se a corrente que passa pelo segundo fio tem a mesma intensidade que a do primeiro, mas sentido contrário, o novo valor Bf de indução magnética em P é, em Teslas:

FORÇA MAGNÉTICA REGRA DA TAPA

"Talento é mais barato que sal. O que separa a pessoa talentosa da bem-sucedida é muito

(9)

06. Uma partícula de carga elétrica positiva q desloca-se inicialmente com velocidade constante, v e penetra numa região onde há um campo magnético uniforme, B perpendicular à velocidade, como esquematizado na figura. Qual das trajetórias indicadas melhor representa o comportamento da partícula na região onde há campo magnético? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 07.

QUESTÕES COM A “RAIMUNDA”

08. Uma partícula, de massa 1,0 x 10-10_{kg e carga 2,0 x 10}-2 C, penetra em uma região de campo magnético uniforme, de intensidade 1,0 x 10-3_{T, com velocidade de 3,4 x 10}4_m/s perpendicular ao campo magnético. Calcule o raio da trajetória da carga, em cm.

09. Uma partícula de massa m = 20 mg e carga q = +400 µC em movimento circular uniforme, na presença de um campo magnético uniforme B = 1,0 T, tem velocidade escalar v = 5,0 m/s. Considere que o movimento ocorre no vácuo e que a ação da força peso é desprezível em relação à força

magnética que atua na partícula. Calcule o raio, da trajetória circular, em centímetros.

10. Dois íons de massas diferentes, cargas elétricas iguais e mesmas velocidades, penetram numa região de campo magnético uniforme perpendicular ao plano da figura descrevendo as trajetórias circulares indicadas. Qual a razão entre as massas destes íons?

10 cm

2 cm B

12. Partículas carregadas, com velocidade igual a 6,0 x 105_m/s

e com uma razão de carga sobre massa c/m = 108_{C/kg, entram}

em um campo magnético de 0,3 T perpendicular à direção de seus movimentos. Qual o raio de suas trajetórias, em milímetros?

13. Um elétron é lançado no vácuo com uma velocidade perpendicular a um campo de indução magnética uniforme de módulo 15,3 x 10-3_Wb/m2_{, descrevendo uma circunferência de} raio igual a 9 cm. Qual seria o valor do raio, em cm, se o campo fosse de 5,1 x 10-3_Wb/m2_?

14.

Um elétron, num tubo a vácuo, entra na região de um campo magnético uniforme B = 0,01 Tesla, perpendicularmente à direção do campo. Sabendo que, no campo, o elétron descreve uma órbita circular de raio 0,9 cm, qual é sua velocidade, em unidades de 106_{m/s? considere}

q

_e_{= 1,6 x 10}-19_C e

m

e = 9,0 x 10-31kg.

"Nossos fracassos são, às vezes mais frutíferos que os êxitos." (Henry Ford)

(10)

15.

16.

FORÇA MAGNÉTICA NUMA CARGA

FORÇA MAGNÉTICA NUM FIO

17.

Um fio reto, na presença de um campo de indução magnética uniforme de módulo igual a 2 Teslas, transporta uma corrente igual a 6 Ampéres. Qual o valor do módulo da força magnética atuando por unidade de comprimento sobre o fio, em N/m, se o ângulo entre o vetor indução e o fio é de 30°?

18. A figura mostra um seguimento de um condutor na forma de um L de comprimento 7 cm, por onde circula uma corrente elétrica de 100 A. O condutor em L está numa região do espaço onde existe um campo magnético de módulo 5 T, perpendicular à página e entrando na mesma (ver figura). Calcule o módulo da força resultante que atua no condutor em L, em newtons.

19. Uma linha de transmissão elétrica conduz corrente de 500 A numa região em que o campo magnético terrestre, perpendicular à linha, é 3,8 x 10-5_{T. Qual a força magnética sobre cada metro} da linha, em unidades de 10-3 _N?

20. A figura mostra parte de um circuito elétrico que está imerso numa região de campo magnético uniforme, perpendicular ao plano da figura. O fio AB tem densidade linear igual a 1,8 g/cm, podendo deslizar sem atrito sobre os dois fios metálicos verticais. A corrente elétrica no circuito é igual a 0,10 A. Qual deve ser a intensidade do campo magnético, para manter o fio AB em equilíbrio, sob a ação das forças gravitacional e magnética?

A

B

i

i=0,10 A

A) 41 T B) 32 T C) 18 T D) 12 T E) 10 T "Todo homem tem direito de decidir seu

(11)

21. Um fio MN, de 40 cm de comprimento e massa igual a 30 g, está suspenso horizontalmente por uma mola ideal de constante elástica k = 10 N/m. O conjunto encontra-se em uma região de campo magnético uniforme B = 0,1 Wb/m2_{, como} indicado na figura. Quando a corrente no fio for 10 A, dirigida de N para M, atuará sobre o fio uma força magnética dirigida verticalmente para baixo. Determine a elongação total, devido à força magnética e à força gravitacional, sofrida pela mola, em cm. M N Li nh as d o ca m po m a gn ét ic o i = 10 A

22. Três longos fios paralelos, de tamanhos iguais e espessuras desprezíveis, estão dispostos como mostra a figura e transportam correntes iguais e de mesmo sentido. Se as forças exercidas pelo fio 1 sobre o fio 2 e o fio 3 forem representadas por F12 e F13, respectivamente, qual o valor da razão F12/ F13?

23. Um fio de 10 cm de comprimento no qual circula uma corrente de 50 A é colocado entre os pólos de um ímã como indicado na figura. Supondo que o campo magnético gerado pelo ímã é de 1x10–3_{N/(A.m), calcule a força que age sobre o} fio, em unidades de 10–3_N.

24.

25.

INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

26. Um anel está numa região do espaço onde existe uma densidade de campo magnético B que varia com o tempo. A densidade de campo magnético é uniforme em toda a região e perpendicular ao plano do anel. O gráfico mostra a magnitude de B em função do tempo. Observando o gráfico, assinale a "O otimismo é uma escolha intelectual." (Diana

(12)

28. O fluxo magnético através do anel da figura é 37 x 10-3_Wb.

Quando a corrente que produz este fluxo é interrompida, o fluxo cai a zero no intervalo de tempo de 1,0 ms. Determine a intensidade da força eletromotriz média induzida no anel, em volts.

29. Uma espira circular de raio 3,0 cm está num campo de indução magnética uniforme, B = 0,01 Wb/m2_{. O plano da} espira é perpendicular à direção do campo. Quando B é reduzido a zero, uniformemente no tempo, observa-se na espira uma força eletromotriz induzida de 2,0 V. Qual foi o tempo gasto, em microssegundos (10– 6_s) _{, para B ser} reduzido a zero?

30. Uma espira quadrada de lado 0,1 m é formada de um fio condutor cuja resistência elétrica total é 1,0Ω. Essa espira está submetida a um campo magnético espacialmente uniforme e variável no tempo, de acordo com o gráfico abaixo. Calcule o módulo da corrente elétrica que circula na espira, em unidades de 10-3_A.

31. O fluxo magnético através de um anel é de 2 Wb. Qual o módulo da força eletromotriz média induzida no anel, em volts, se o fluxo for reduzido a zero no intervalo de tempo de 0,4 s?

32.

33.

"Não faz amigos quem nunca fez um inimigo." (Alfred Tennyson)

(13)

34.

35. Um condutor AB, de resistência elétrica R= 0, 20Ω e de 50cm de comprimento, desloca-se sobre dois condutores paralelos, horizontais e de resistências desprezíveis, com velocidade constante v= 10m/s. Todo o sistema está imerso em um campo magnético uniforme B= 1,0 x 10–3_T,

perpendicular ao plano definido pelos dois condutores paralelos. Qual a corrente elétrica medida pelo amperímetro, em unidades de 10–3_A? A B B A v

ONDAS: CONCEITOS BÁSICOS

e)

Ondas sonoras propagando-se no ar.

6.

Analise as seguintes afirmativas: I. O som é onda mecânica. II. A luz é onda eletromagnética. III. A luz pode ser onda mecânica.

V. O som pode propagar-se no vácuo. VI. A luz pode propagar-se no vácuo. São verdadeiras: a) I, II e III b) I, III e IV c) II, III e V d) I, II e V e) Todas as afirmativas.

7.

Analise as afirmativas:

I. Toda onda mecânica é sonora.

II. As ondas de rádio, na faixa de FM (Freqüência Modulada), são transversais.

III. Abalos sísmicos são ondas mecânicas.

IV. O som é sempre uma onda mecânica, em qualquer meio.

V. As ondas de rádio AM (Amplitude Modulada) são ondas mecânicas.

São verdadeiras: a) I, II e III b) I, III e V c) II, III e IV d) III, IV e V e) I, IV e V

8.

Qual das ondas a seguir não se propaga no vácuo?

a)

Raios laser (light amplification by stimulated emission of radiation).

b)

Ondas de rádio.

c)

Microondas

d)

Ondas de sonar (sound navegation and ranging).

e)

Ondas de calor (raios infravermelhos).

9.

14.

A figura representa um trecho de uma onda que se propaga a uma velocidade de 300 m/s:

Para esta onda, determine:

a)

a amplitude;

b)

o comprimento de onda;

c)

a freqüência;

d)

o período.

15.

O gráfico a seguir mostra a variação de elongação de uma onda transversal com a distância percorrida por ela:

Qual o comprimento de onda e qual a amplitude dessa onda?

"O maior ato de fé acontece quando uma pessoa decide que não é Deus."

(15)

16.

A figura representa a propagação de uma onda ao longo de uma corda com freqüência de 20 Hz.

Qual a velocidade de propagação dessa mola?

17.

A figura ao lado mostra duas ondas que se propagam em cordas idênticas (mesma velocidade de propagação).

Escolha a alternativa correta.

a)

A freqüência em I é menor que em II e o comprimento de onda em I é maior que em II.

b)

A amplitude em ambas é a mesma e a freqüência em I é maior que em II.

c)

A freqüência e o comprimento de onda são maiores em I.

d)

As freqüências são iguais e o compri-mento de onda é maior em I.

e)

A amplitude e o comprimento de onda são maiores em I.

18.

Um vibrador de freqüência variável produz ondas na água contida numa cuba de ondas. Aumentando a freqüência do vibrador, medimos o comprimento de onda (λ) das ondas na água. O gráfico mostra como o comprimento de onda (λ) varia com a freqüência (f):

Nessa situação, é correto afirmar que:

a)

a velocidade das ondas é constante.

b)

a velocidade das ondas aumenta.

c)

o período das ondas é constante.

d)

o comprimento de onda é proporcional à freqüência.

e)

o comprimento de onda é proporcional à velocidade.

19.

(UFRN) Uma corda esticada tem uma de suas extremidades fixa e a outra está presa a um elemento que pode vibrar (oscilador). A figura abaixo representa uma fotografia tirada 5 s após o oscilador ter sido ligado.

Analisando essa fotografia da corda, podemos afirmar: I. A velocidade da onda na corda é 30 cm/s. II. O período da onda na corda é 0,5 s.

III. Nada se pode afirmar sobre o período de oscilação do oscilador.

IV. A freqüência com que um ponto P da corda vai oscilar enquanto a onda passa é 2,0 Hz. V. O comprimento de onda da onda na corda é 20

cm.

As afirmativas corretas são: a) II, IV e V

b) I, II e III c) II, I e IV d) III, IV e V e) I, III e V

20.

Em um lago, o vento produz ondas periódicas que se propagam a uma velocidade de 2 m/s. O comprimento de onda é de 10 m. Determine a freqüência de oscilação de um barco:

a)

quando ancorado nesse lago;

b)

quando se movimenta em sentido contrário ao da propagação das ondas, a uma velocidade de 8 m/s.

21.

(UFMS) Ao se bater na superfície de um lago, produz-se uma onda que nela se propaga com velocidade de 0,4 m/s. A distancia entre duas cristas consecutivas da onda é 8 cm. Com base nesses dados, é correto afirmar:

(01) A onda formada tem comprimento de onda igual a 8 cm.

(02) A amplitude da onda certamente vale 4 cm. (04) A freqüência da onda é 5 Hz.

(08) A onda, ao se propagar, transfere energia de um ponto a outro da super-fície do lago.

(16) Supondo que sob o efeito da onda um ponto na supercicie do lago oscile verticalmente, a onda é do tipo longitudinal.

Dê como resposta a soma dos números associados às afirmativas corretas.

ONDAS ESTACIONÁRIAS E TUBOS

SONOROS

1.

Uma corda esticada entre duas paredes vibra como mostra a figura:

"Quando a necessidade aperta, toda a razão é inútil." (François de Bois-Robert)

(16)

Sabendo que a velocidade de propagação do som no ar é vs = 340 m/s e que a velocidade de propagação de

ondas transversais na corda é vc = 500 m/s, determine:

a)

a freqüência do som emitido pela corda;

b)

o comprimento de onda do som emitido pela corda;

c)

a freqüência do som fundamental que essa corda pode emitir.

2.

(UFSE) Uma corda de 1,20 m de comprimento vibra no estado estacionário (terceiro harmônico), como na figura abaixo.

Se a velocidade de propagação da onda na corda é de 20 m/s, a freqüência da vibração é, em hertz:

a)

15

b)

20

c)

21

d)

24

e)

25

3.

Numa corda tensa, abalos transversais propagam-se a 100 m/s. Sendo de 2m o comprimento da corda, calcule sua freqüência de vibração:

a)

no modo fundamental;

b)

no terceiro harmônico.

4.

Ondas estacionárias são produzidas numa corda, sendo de 60 cm o comprimento de onda. Determine, em centímetros, os três menores valores possíveis para o comprimento da corda.

5.

Considere uma corda de violão de 60 cm de comprimento. Quais os três maiores comprimentos de onda de ondas estacionárias que podemos produzir nela?

6.

Uma corda de 0,50 m com densidade linear de 10-2_kg/m

está submetida a uma tração de 100 N.

a)

Calcule a freqüência fundamental do som emitido pela corda.

b)

Proponha duas maneiras de dobrar a freqüência do som fundamental, alterando uma única grandeza em cada caso.

c)

Considerando igual a 330 m/s a velocidade de propagação do som no ar, calcule o comprimento de onda do som fundamental emitido no ar.

7.

(UEPA) Ao tocar a corda mais grossa do violão, presa apenas nas suas extremidades, é produzido um som grave denominado MI e de freqüência fundamental 327 Hz. Considere o comprimento da corda igual a 60 cm.

a)

Calcule a velocidade de transmissão da onda na corda.

b)

A corda mais fina, por sua vez, na plenitude de seu comprimento, também produz um som denominado MI, porém com freqüência duas oitavas acima do som produzido pela corda mais grossa. Identifique a qualidade fisiológica que diferencia o som produzido pelas duas cordas.

8.

Analise as seguintes proposições:

(01) Quando um disco de vinil, que deve ser tocado na freqüência de aproximada-mente 33 rpm, é tocado em 78 rpm, percebemos sons mais agudos.

(02) A qualidade fisiológica do som capaz de permitir a distinção entre a mesma nota emitida com igual intensidade por um piano e por um violão é o timbre.

(04) A mesma nota musical emitida por instrumentos diferentes tem formas de onda diferentes.

(08) A qualidade fisiológica do som que nos faz sentir que determinado som ficou mais intenso é a sonoridade.

9.

Dê como resposta a soma dos números associados às proposições corretas. Uma corda de massa m = 240 g e comprimento  = 1,2 m vibra com freqüência de 150 Hz, no estado estacionário esquematizado a seguir:

Determine a velocidade de propagação das ondas que originam o estado estacionário nessa corda e a intensidade da força tensora.

10.

(Mack-SP) Uma corda vibrante homogênea, com comprimento de 1,6 m e massa 40 g, emite o som

880 Hz.

c)

586 Hz.

d)

440 Hz.

e)

334 Hz.

22.

Na extremidade aberta do tubo de Quincke mostrado na figura é colocado um diapasão que emite um som puro (única freqüência). Abrindo-se a torneira, a água escoa lenta-mente, sendo que para certos valores de h ocorre um aumento na intensidade do som que sai do tubo. Alguns desses valores de h são 5 cm, 15 cm e 25 cm.

Determine:

a)

o comprimento de onda do som emitido pelo diapasão;

b)

a velocidade desse som no ar, sabendo que sua freqüência é 1600 Hz.

23.

(Fuvest-SP) Um músico sopra a extremidade aberta de um tubo de 25 cm de comprimento, fechado na outra extremidade, emitindo um som na freqüência f = 1700 Hz. A velocidade do som no ar, nas condições do experimento, é v = 340 m/s. Dos diagramas a seguir, aquele que melhor representa a amplitude de

deslocamento da onda sonora estacionária, excitada no tubo pelo sopro do músico, é:

24.

Um alto-falante que emite um som com freqüência de 330 Hz (graças a um gerador de áudio) é colocado próximo à extremidade aberta de um vaso cilíndrico vazio, como mostra a figura.

Despejando água lentamente no vaso, em certas posições do nível da água percebemos que a intensidade sonora passa por valores máximos (ressonância). Determine os valores de x correspondentes a essas posições do nível da água, considerando a velocidade do som no ar igual a 330 m/s.

INTERFERÊNCIA E DIFRAÇÃO

1.

Numa cuba de ondas de profundidade constante, dois estiletes funcionam como fontes de ondas circulares, "No mundo dos negócios todos são pagos em

duas moedas: dinheiro e experiência. Agarre a experiência primeiro, o dinheiro virá

depois." (Harold Geneen)

(19)

vibrando em fase com freqüência de 5 Hz. Sabendo que a velocidade dessas ondas na superfície da água é de 10 cm/s, determine o tipo de interferência que ocorre nos pontos P e Q da figura.

2.

Nas figuras, F1 e F2 são duas fontes de ondas circulares

de mesma freqüência que se propagam na superfície da água. Supondo que na primeira figura as fontes estejam em concordância de fase e que na segunda estejam em oposição, determine o tipo de interferência que ocorre nos pontos A, B, C e D. As ondas propagam-se com comprimentos de onda iguais a 2 cm.

3.

(Cefet-MG) Os diagramas seguintes mostram duas fontes de onda Fa e Fb, em fase, produzindo ondas na

superfície da água, de comprimento de onda λ.

Em x, o deslocamento da superfície da água é nulo no(s) diagrama(s):

a)

somente I

b)

somente I e II

c)

somente III

d)

somente II

e)

I, II e III

4.

(Cefet-PR) A difração de uma onda que atravessa um orifício é mais notável quando:

a)

a freqüência da onda é grande.

b)

a dimensão do comprimento de onda é pequena se comparada com a velocidade.

c)

a amplitude da onda é muito pequena se comparada com a dimensão do orifício.

d)

a dimensão do orifício se aproxima da dimensão do comprimento de onda.

e)

a velocidade da onda é muito pequena se comparada à dimensão do orifício.

5.

A figura esquematizada um procedimento experimental para a obtenção de franjas de interferência projetadas num anteparo opaco A3 (Experiência de Thomas Young). Os

anteparos A1 e A2 são dotados de fendas muito estreitas

(F0, F1 e F2) nas quais a luz sofre expressiva difração. O

gráfico anexo a A3 mostra a variação da intensidade

luminosa (I) nesse anteparo em função da posição (x).

Sabendo que a luz monocromática utilizada tem freqüência igual a 5,0 .₁₀14_{Hz e que se propaga no local da}

experiência com velocidade de módulo 3,0 .₁₀8_m/s,

calcule, em ângstrons (1 m = 1010 o

A

):

"As riquezas do mundo pertencem efetivamente aos que têm a audácia de se

declarar seus possuidores." (Georges Duhamel)

(20)

a)

o comprimento de onda da luz;

b)

a diferença entre os percursos ópticos (b – a) de dois raios que partem respecti-vamente de F2 e F1 e

atingem A3 em P.

INTERFERÊNCIA DE ONDAS SONORAS

1.

Uma onda sonora incide perpendicularmente sobre um anteparo e reflete-se, de modo que a onda incidente interfere com a onda refletida. Observa-se que a menor distância entre dois pontos, nos quais a intensidade sonora é mínima, vale 34 cm. A freqüência desse som é de 488 Hz. Calcule sua velocidade de propagação.

2.

Nos pontos A e B da figura estão dois alto-falantes que emitem som de idêntica freqüência e em fase. Se a freqüência vai crescendo, desde cerca de 30 Hz, atinge um valor em que o observador à direita de B deixa de ouvir o som. Qual é essa freqüência? (velocidade do som = 340 m/s)

3.

(UFCE) Duas fontes, S1 e S2, emitem ondas sonoras, em

fase, com a mesma amplitude, Y, e o mesmo comprimento de onda, λ. As fontes estão separadas por uma distância d = 3λ. Considere que a amplitude Y não varia. A amplitude da onda resultante, no ponto P, é:

a)

4Y

b)

2Y

c)

0

d)

Y

e)

Y/2

4.

(UFPI) Dois alto-falantes, a e b, emitem ondas sonoras de mesmo comprimento de onda, λ, e diferença de fase nula. Eles estão separados por uma distância d = 3λ, como mostrado na figura abaixo. As ondas que atingem o ponto P apresentam uma diferença de fase, φ, igual a:

a)

π

b)

3π

c)

2 π

d)

2 3π

e)

2π

5.

Um menino faz um apito de bambu. Fecha uma das extremidades e sopra pela outra, emitindo uma nota musical. Seu companheiro faz outro apito, deixando uma extremidade aberta e soprando pela outra, produzindo uma nota uma oitava mais aguda (ou seja, de freqüência igual ao dobro da freqüência do primeiro apito). Supondo sons fundamentais nos dois casos, determine a relação entre os comprimentos dos dois apitos.

6.

Uma corda de 100 g de massa e 1 m de comprimento vibra no modo fundamental, próxima de uma das extremidades de um tubo aberto de 4 m de comprimento. O tubo então ressoa, também no modo fundamental. Sendo de 320 m/s a velocidade do som no ar do tubo, calcule a força tensora na corda.

"Se quiser por à prova o caráter de um homem, dê-lhe poder." (Abraham Lincoln)

(21)

7.

No ouvido externo do homem, o conduto Audi-tivo tem em média 2,5 cm de comprimento por 0,66 cm2_{de área}

de secção transversal e é fechado numa das extremidades pela membrana do tímpano. Sabendo que a velocidade de propagação do som no ar é de 340 m/s e que esse conduto comporta-se como um tubo sonoro, determine sua freqüência fundamental de ressonância.

8.

Um diapasão vibra com freqüência de 500 Hz diante da extremidade A (aberta) de um tubo. A outra extremidade é fechada por um êmbolo, que pode ser deslocado ao longo do tubo. Afastando-se o êmbolo, constata-se que há ressonância para três posições, B1, B2 e B3, tais que

cm 18

AB₁ = , AB₂ =54cm e AB₃ =90cm.

Determine:

a)

o comprimento de onda da onda sonora que se propaga no tubo;

b)

a velocidade de propagação do som no ar.

EFEITO DOPPLER

1.

Analise as seguintes afirmações:

(01) Durante a apresentação de uma orquestra, um som grave emitido por um contrabaixo e um agudo emitido por um violino propagam-se com a mesma velocidade até a platéia.

(02) Uma locomotiva parada numa estação emite um som (apito) que se propaga no ar (sem vento) a 340 m/s. Se, em vez de estar parada, a locomotiva estivesse passando pela mesma estação a 20 m/s, o som emitido (apito) se propagaria, no sentido do movimento da locomotiva, a 360 m/s.

(04) Quando aumentamos o volume do rádio, a velocidade do som emitido por ele também

aumenta.

(08) Ondas sonoras de maior amplitude são sempre mais velozes que as de amplitude menor.

Dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas.

[

2.

Dois trens A e B têm apitos idênticos. Um observador parado numa estação ouve o apito de A mais agudo que o de B. Qual (quais) das situações abaixo viabiliza(m) o caso proposto?

I. Os trens A e B aproximam-se do observa-dor. II. Os trens A e B afastam-se do observador. III. O trem B afasta-se do observador, en-quanto o

trem A está parado.

IV. O trem A afasta-se do observador, enquanto o trem B está parado.

V. O trem B afasta-se do observador, enquanto o trem A aproxima-se.

a) somente I e II b) somente III e IV c) somente I, II, III e IV d) somente I, II e III e) somente V

3.

(UFRS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo.

O alarme de um automóvel está emitindo som de uma determinada freqüência. Para um observador que se aproxima rapidamente deste automóvel, esse som parece ser de ... freqüência. Ao afastar-se, o mesmo observa-dor perceberá um som de .... freqüência.

a)

maior – igual

b)

maior – menor

c)

igual – igual

d)

menor – maior

e)

igual - menor

4.

O som emitido pelo motor de um carro de corrida soa aos nossos ouvidos de forma diferente quando ocorre aproximação e quan-do ocorre afastamento entre ele e nós. No entanto, sabemos que essas diferenças não acontecem em relação ao piloto do carro. Se f é a freqüência do som ouvido pelo piloto, f1 é a freqüência

ouvida por nós na aproximação e f2 é a freqüência ouvida

por nós no afasta-mento, então:

a)

f = f1 < f2

b)

f > f1 = f2

c)

f1 < f > f2

d)

f1 > f > f2

"Criatividade é inventar, experimentar, crescer, correr riscos, quebrar regras, cometer erros, e

(22)

e)

f1 < f < f2

5.

(UFPR) A figura abaixo mostra uma lâmina presa a um suporte rígido, a qual oscila passando 100 vezes por segundo pela posição vertical, onde estaria se estivesse em repouso.

É correto afirmar que:

(01) A freqüência da onda sonora emitida no ar pela vibração da lâmina é de 50 Hz.

(02) Se a lâmina vibrasse no vácuo, não seriam produzidas ondas sonoras.

(04) Aumentando-se a amplitude da oscila-ção da lâmina e mantendo-se a mesma freqüência, haverá uma diminuição do comprimento de onda da onda sonora emitida no ar.

(08) A velocidade de propagação da onda sonora emitida pela vibração da lâmina no ar depende da amplitude desta vibração.

6.

Duas fontes sonoras A e B emitem sons puros de mesma freqüência, igual a 680 Hz. A fonte A está fixa no solo e B move-se para a direita, afastando-se de A com velocidade de 62 m/s em relação ao solo. Um observador entre as fontes move-se para a direita, com velocidade de 30 m/s também em relação ao solo.

Determine:

a)

a freqüência do som, proveniente da fonte A, ouvida pelo observador.

b)

a freqüência do som, proveniente da fonte B, ouvida pelo observador.

c)

a freqüência do batimento devido à superposição dessas ondas, admitindo-se que suas amplitudes sejam iguais.

Use: velocidade do som no ar = 340 m/s

7.

Um avião emite um som de freqüência f = 600 Hz e percorre uma trajetória retilínea com velocidade va =

300 m/s. O ar apresenta-se imóvel. A velocidade de propagação do som é v = 330 m/s. Determine a freqüência do som recebido por um observador estacionário junto à trajetória do avião:

a)

enquanto o avião aproxima-se do observador;

b)

quando o avião afasta-se do observador.

8.

(PUC-SP) Uma fonte sonora em repouso, situada no ar, emite uma nota com freqüência de 440 Hz. Um observador, movendo-se sobre uma reta que passa pela

fonte, escuta a nota com freqüência de 880 Hz. Supondo a velocidade de propagação do som no ar igual a 340 m/s, podemos afirmar que o observa-dor:

a)

aproxima-se da fonte com velocidade de 340 m/s.

b)

afasta-se da fonte com velocidade de 340 m/s.

c)

d)

afasta-se da fonte com velocidade de 640 m/s.

e)

MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES

1.

Um holofote emite um feixe cilíndrico e vertical de luz dirigido contra o solo, plano e horizontal. Uma pequena esfera opaca executa movimento circular e uniforme no interior desse feixe. A trajetória da esfera está contida num plano vertical.

Analise as afirmações a seguir:

I. O movimento da sombra projetada pela esfera é periódico e oscilatório.

II. O movimento da sombra tem o mesmo período do movimento da esfera.

III. Enquanto a esfera descreve uma semicir-cunferência, a sombra completa uma oscilação. IV. A amplitude do movimento da sombra é igual ao diâmetro da circunferência descrita pela esfera.

V. O movimento da sombra é harmônico simples. Indique a alternativa verdadeira.

a) Se apenas I e V forem corretas. b) Se apenas I, II, IV e V forem corretas. c) Se apenas I, II e V forem corretas. d) Se apenas V for correta.

e) Se todas forem corretas.

2.

(Vunesp-SP) A partir do gráfico a seguir, que representa as posições ocupadas por um móvel em função do tempo quando oscila em movimento harmônico simples, determine:

"A guerra é uma invenção da mente humana; e a mente humana também pode inventar a

(23)

a) a freqüência e a amplitude do movimento;

b) os instantes, durante os três primeiros segundos, em que a velocidade se anulou.

3.

(Mack-SP) Uma partícula descreve um movimento harmônico simples segundo a equação













π

₊

_⋅

⋅

=

2 t

3 cos

0,3

x

, no SI. O módulo da máxima velocidade atingida por esta partícula é:

a)

m

/

s

3 π

b) 0,2 ._π_m/s c) 0,6 m/s d) 0,1 ._π_m/s e) 0,3 m/s

4.

(Mack-SP) Uma partícula realiza um MHS (movimento harmônico simples) segundo a equação













π

₊

π

=

t

2

2 cos

0,2

x

, no SI. A partir da posição de elongação máxima, o menor tempo que esta partícula gastará para passar pela posição de equilíbrio é:

a) 8s b) 4s c) 2s d) 1s e) 0,5s

5.

Uma partícula move-se obedecendo à função horária













_π

₊

π

=

2 t

4 cos

2 x

, com x em metros e t em segundos. Determine: a) o período do movimento;

b) a velocidade escalar da partícula em t = 1 s; c) a aceleração escalar da partícula em t = 5 s;

6.

Uma roda munida de uma manivela M é iluminada pela luz do Sol a pino, projetando sombra em solo plano e horizontal. A roda executa movimento de rotação uniforme no sentido anti-horário em relação ao leitor, com freqüência igual a 120 rpm. O raio da roda vale 0,5m.

Determine a função horária da elongação correspondente ao movimento da sombra M’ da manivela ao longo do eixo 0x nos seguintes casos:

a) no instante t = 0, M’ está em x = A;

b) no instante t = 0, M’ ≡ 0 e o movimento de M’ é retrógrado;

c) em t = 0, M’ está no ponto médio entre x = 0 e x = A, em movimento progressivo.

7.

Um bloco com 4kg de massa está em repouso apoiado num plano horizontal sem atrito, preso a uma mola ideal de constante elástica 400 N/m (figura a). Quando o bloco é afastado 0,5m de sua posição inicial e abandonado, ele oscila em movimento harmônico simples (figura b).

a)

b)

Determine:

a) o período do movimento do bloco;

b) a energia mecânica do sistema massa-mola;

c) a representação gráfica do valor algébrico da forca resultante, em função da elongação;

d) a representação gráfica da energia potencial e da energia cinética, em função da elongação.

8.

Um bloco suspenso por uma mola oscila verticalmente sob a ação da gravidade terrestre. Se esse sistema for transportado para a superfície da Lua, onde o módulo do campo gravitacional é cerca de 1/6 do terrestre, o que ocorrerá com o período das oscilações verticais desse sistema?

9.

Deixa-se o quilograma padrão oscilar livre-mente na extremidade de uma mola ideal, sendo que ele o faz com freqüência igual a 1,0 Hz. Em seguida, retira-se o quilograma padrão e coloca-se, em seu lugar, um corpo de

0 x (m)

-0,5 m

"No fundo de qualquer capricho há a secreta vontade de aprender algo de sério." (José

(24)

massa desconhecida m, que oscila com freqüência igual a 0,50 Hz. Determine a massa m.

10.

(UFMS) Uma partícula executa um movimento harmônico simples ao longo do eixo x e em torno da origem O. Sua amplitude é A e seu período é 4,0 s. É correto afirmar: (01) A velocidade da partícula é nula quando x = ±

A.

(02) A freqüência do movimento é 0,25 Hz.

(04) A aceleração da partícula é nula quando x = ± A.

(08) A energia cinética da partícula no ponto x = 0 é nula.

(16) A energia mecânica total da partícula é igual à sua energia potencial quando x = ± A.

(32) O módulo da força que atua sobre a partícula é proporcional ao módulo de seu deslocamento em relação à origem.

11.

Considere um pêndulo simples que realiza oscilações de pequenas amplitudes. É correto afirmar que seu período: (01) Depende da massa pendular.

(02) Depende de seu comprimento.

(04) Depende da intensidade do campo gravitacional local.

(08) Depende da amplitude das oscilações.

(16) Duplica quando seu comprimento é quadruplicado.

(32) Reduz-se à metade ao submeter-se a um campo gravitacional de intensidade quadruplicada.

12.

Calcule o período de oscilação de um pêndulo simples com 1,6 m de comprimento, que executa pequenas oscilações num local onde g = 10 m/s2_{. Despreze}

influências do ar e considere π igual a 3.

13.

Numa experiência com um pêndulo simples de 120 cm de comprimento, foi cronometrado o intervalo de tempo decorrido durante 20 oscilações, obtendo-se 44,0 s. Calcule a intensidade g da aceleração da gravidade no local da experiência. Use π = 3,14.

14.

Uma pequena esfera metálica realiza oscila-ções de pequena amplitude e período igual a 1,2 s num recipiente hemisférico praticamente sem atrito e de raio R. Considerando g = 10 m/s2_{e π = 3, calcule R.}

15.

A figura mostra um bloco com 4 kg de massa,preso na extremidade de uma mola ideal. Se o bloco for puxado 20 cm para baixo da posição de equilíbrio e abandonado em seguida, ele oscilará com freqüência de 5 Hz.

Despreze influências do ar e considere g = 10 m/s2_e_π2₌

10.

Analise as afirmações a seguir:

I. A amplitude do movimento oscilatório do bloco é 20 cm.

II. O período do movimento oscilatório é 0,2s. III. A força resultante sobre o bloco na posição

de equilíbrio vale zero.

IV. A força elástica sobre o bloco na posição d equilíbrio vale 40 N.

V. Nos pontos de inversão, a força resultante sobre o bloco vale 800 N.

São corretas:

a) todas as afirmações b) apenas I e III c) apenas II, III e IV d) apenas II, III e V e) apenas III, IV e V

16.

(UFRS) Dois corpos de massas diferentes, cada um preso a uma mola distinta, executam movimentos harmônicos simples de mesma freqüência e têm a mesma energia mecânica.

Neste caso:

a) o corpo de menor massa oscila com menor período. b) o corpo de menor massa oscila com maior período. c) os corpos oscilam com amplitudes iguais.

d) o corpo de menor massa oscila com menor amplitude. e) o corpo de menor massa oscila com maior amplitude.

17.

Um pêndulo simples realiza oscilações de pequena amplitude na superfície da Terra, com período igual a 2,0 s.

Equilíbrio

20 cm

"Para se fazer entender, você precisa repetir uma mesma idéia até cansar, por mais óbvia

(25)

a) Se esse pêndulo realizasse oscilações de pequena amplitude na superfície da Lua, qual seria o seu período? Considere _Lua

g

_Terra

6

1 g

=

.

b) Esse pêndulo oscilaria se estivesse preso ao teto de um elevador em queda livre?

18.

(FCMSC-SP) A figura representa um pendulo simples, de período igual a T. Colocando-se um prego (P) na posição indicada, o pendulo, na máxima elongação para a esquerda, fica com a configuração indicada pela linha pontilhada, voltando depois à sua configuração inicial. Qual é o período de oscilação desse sistema?

19.

(Unicamp-SP) Um pêndulo simples, que executa um movimento harmônico simples num ambiente escuro, é iluminado por um holofote estroboscópico.

a) Sendo  = 0,4 m o comprimento do pêndulo, calcule a freqüência de suas oscilações.

b) Qual deve ser a freqüência máxima do estroboscópico para que esse pêndulo pareça estar parado na posição vertical?

Considere g = 10 m/s2_.

CAMPO MAGNÉTICO

1.

Nas figuras I e II, temos condutores retilíneos estendidos no plano desta página, e nas figuras III e IV, temos interseções, também com o plano desta página, de condutores retilíneos perpendiculares a ela.

Em cada caso, observe o sentido do campo magnético devido ao fio e determine o sentido da corrente que passa por ele.

2.

Um fio retilíneo muito longo, situado num meio de permeabilidade absoluta

A

Tm

10 .

4 π

−7

=

µ

, é

percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i = 5,0 A. Considerando o fio no plano do papel, caracterize o vetor indução magnética no ponto P, situado nesse plano.

3.

Dois longos fios retilíneos, estendidos no plano do papel, se cruzam perpendicularmente sem que haja contato elétrico entre eles.

30,0 cm

 = 40,0 cm P

"Existem dois tipos de riscos: Aqueles que não podemos nos dar ao luxo de correr e aqueles

que não podemos nos dar ao luxo de não correr."

(26)

Esses fios são percorridos pelas correntes de intensidades i1 e i2, cujos sentidos estão indicados na figura.

a)

Em quais das regiões é possível ser nulo o campo magnético resultante dos dois fios?

b)

Caracterize o campo magnético resultante _Bno ponto P, supondo i1 = 10 A, i2 = 40 A,

A

Tm

10 .

4 π

−7

=

µ

, r1 = 10 cm e r2 = 20 cm.

9.

(Vunesp-SP) Considere dois fios retilíneos e compridos, colocados paralelamente um ao lado do outro, percorridos pelas correntes elétricas i1 e i2, de sentidos

contrários, como mostra a figura. P e Q são pontos situados no plano definido por esses fios.

Os módulos dos vetores indução magnética nos pontos P e Q, devidos às correntes i1 e i2, valem,

respectivamente.

BP1 = 1,0 . 10-4T, BQ1 = 1,0 . 10-4T e

BP2 = 1,0 . 10-4T, BQ2 = 3,0 . 10-4T.

Determine o módulo do vetor indução magnética resultante:

a) BP, no ponto P; b) BQ, no ponto Q.

15.

Na figura, temos trechos de dois fios paralelos muito longos, situados no vácuo, percorridos por correntes elétricas de módulos e sentidos indicados:

Determine o módulo do vetor indução magné-tica no ponto P, situado no mesmo plano dos fios, sendo

.

A

Tm

10 .

4

7 0

=

π

−

µ

16.

A figura mostra as seções transversais de dois fios retilíneos muito longos, percorridos por correntes elétricas i1 e i2 de sentidos opostos, mas de mesmo módulo igual a

4,0 A. Os símbolos (x) e (•) indicam, respectivamente, correntes entrando e saindo do papel:

Sendo

,

A

Tm

10 .

4 π

−7

=

µ

determine o

módulo do vetor indução magnética: a) no ponto A; b) no ponto B.

17.

A seção reta de um conjunto de quatro fios paralelos é um quadrado de lado  igual a 15 cm. A intensidade da corrente em cada fio é de 30 A, no sentido indicado na figura. Deter-mine o módulo do vetor indução magnética no centro do quadrado, sabendo que os fios estão no ar













_µ

₌

_π

−

A

Tm

10 .

4

7 .

18.

Duas espiras circulares, coplanares e concêntricas são percorridas por correntes elétricas de intensidades i1 = 20

A e i2 = 30 A, cujos sentidos estão indicados na figura. Os

raios das espiras são R1 = 20 cm e R2 = 40 cm.

a permeabilidade absoluta do meio material existente em seu interior, calcule o módulo do vetor indução magnética criado pelo solenóide nessa região.

21.

Um solenóide de 15000 espiras por metro é percorrido por uma corrente de intensidade igual a 10 A. Determine o módulo da indução magnética em seu interior, onde a permeabilidade magnética vale 4

A

Tm

10 .

−7

π

.

CAMPO MAGNÉTICO E FORÇA

MAGNÉTICA NUMA CARGA ELÉTRICA

1.

Assinale a alternativa correta.

a)

Nas proximidades do pólo norte geográfico da Terra encontra-se o pólo norte magnético.

b)

Os pólos norte geográfico e sul magnético da Terra encontram-se exatamente no mesmo local.

c)

Pólos magnéticos de mesmo nome (norte e norte ou sul e sul) se atraem.

d)

Os pólos magnéticos norte e sul de um ímã são regiões eletrizadas com carga positiva e negativa, respectivamente.

e)

Quando um ímã é quebrado em dois ou mais pedaços, cada um deles continua tendo dois pólos magnéticos: o norte e o sul.

2.

A figura a seguir representa uma bússola em repouso sobre uma mesa de madeira, vista de cima:

Como ficará a agulha dessa bússola se um ímã em forma de barra reta for encaixado no retângulo tracejado? Considere o campo magnético da Terra desprezível em comparação com o do ímã.

3.

Dado o vetor indução magnética →_{B que um ímã cria num} ponto P, identifique o pólo magnético x nos seguintes casos:

a)

b)

"Em roupa ruim ninguém é tratado com respeito." (R. C. Trench)