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40426 8 ondas-fenômenos

  1. 1. Técnico Integrado Física 4 Prof. Viriato Ondas - Fenômenos Guia de Estudos 8 Módulo: 4 – Manhã 6 Reflexão e Refração som de freqüência igual a 2,0 . 10 Hz se propaga no mar em direção a um iceberg. Em relação ao compri-01. (Centec – BA) Quando uma onda incide sobre um obs- mento de onda  e à freqüência f do ultra-som, é cor- táculo e ocorre reflexão: reto afirmar que, quando o ultra som penetra no iceberg: a) A freqüência aumenta. b) A velocidade aumenta. a)  aumenta e f aumenta. c) A freqüência diminui. b)  aumenta e f diminui. d) A velocidade permanece constante. e) O comprimento de onda aumenta. c)  aumenta e f permanece constante. d)  permanece constante e f aumenta.02. Uma corda horizontal tem uma de suas extremidades fixas a uma parede. Na ex- e)  diminui e f diminui. tremidade livre produz-se um 08. (UNIP – SP) Um som se propaga no ar com velocidade pulso, que se propaga ao de 340 m/s e comprimento de onda de 3,4 m. Se este longo da corda: som se propagar na água, qual será sua freqüência? Faça o desenho do aspecto da corda logo após a refle- xão do pulso na extremidade fixa. 09. (FAAP – SP) Uma onda de freqüência de 600 Hz e comprimento de onda de 1,5 m passa para um outro03. Uma corda horizontal tem suas duas extremidades meio dobrando sua velocidade. Nessas condições de- livres. Numa delas produz-se termine o novo comprimento de onda. um pulso, que se propaga ao longo da corda: 10. (Fuvest – SP) Considere uma onda de rádio de 2 MHz de freqüência, que se propaga em um meio material,04. Uma corda AB, de comprimento L = 10 m, tem fixa homogêneo e isotrópico, com 80% da velocidade com ambas as extremidades. No instante t = 0, o pulso trian- gular esquematizado a seguir inicia-se em A, atingindo o que se propagaria no vácuo. Qual a razão  0 /  entre ponto P no instante t = 4 s. Sendo AP = 8 m, determinar os comprimentos de onda no vácuo (  0) e no meio ma- a velocidade de propagação do pulso e desenhar o perfil terial (  )? da corda no instante t = 7 s. 11. (Fuvest – SP) Um trem de ondas periódicas percorre o meio (1), chega à interface com o meio (2) e penetra ne- le, sofrendo refração. O comprimento de onda no meio (1) é  1 = 1,5 cm e o comprimento de onda no meio (2)05. Um pulso triangular é produzido na extremidade A de é  2 = 2,0 cm. uma corda AB, de comprimento L = 5,0 m, cuja outra ex- a) Das grandezas físicas; velocidade de propagação, tremidade B é livre. Inicialmente, o pulso se propaga de freqüência e período, quais se conservam com A para B com velocidade constante v. A figura a repre- mesmo valor nos dois meios? senta o perfil da corda no instante t segundos e a figura b) Se a freqüência das ondas é igual a 10 Hz no meio b representa o perfil da corda no instante (t + 7) segun- (1), qual é a velocidade de propagação no meio (2)? 12. Numa corda homogênea de 10 m de comprimento, propagam-se dois pulsos com velocidades iguais a 1 m/s. No instante t = 0, a configuração da corda é re- presentada pela figura abaixo. Faça o desenho da con- figuração desta corda no instante t = 14 s. dos. 13. Dois pulsos circulares A e B são produzidos no ponto O Determine a velocidade (v) de propagação da onda, da superfície tranqüila da água de uma cuba de ondas. admitindo que a configuração da figura b esteja ocor- Os pulsos incidem num ante- rendo pela primeira vez, após o instante t. paro plano colocado dentro da cuba, sofrendo reflexão: Sabendo que os pulsos propa- gam-se na água com velocida- de de 43 cm/s e que A foi pro- duzido no instante t = 0, de-06. Considere as proposições seguintes: termine a configuração do sis- I. Refração é o fenômeno que consiste em uma onda tema no instante t = 1,0 s. passar de um meio para o outro. II. Na refração, a freqüência da onda não se altera. 14. (UFU – MG) No diagrama abaixo representamos uma III. Na refração, a velocidade da onda pode variar ou onda propagando-se do meio (1) para o meio (2). São não. dados  1 e  2. IV. Na refração, a direção de propagação da onda pode a) O que se pode dizer variar. sobre a freqüência da Quais são as proposições verdadeiras (V) e quais são onda nos dois meios? as falsas (F)? b) Em qual dos dois mei- os a onda se propaga07. (UFMG) A velocidade de um ultra-som, na água, é igual com maior velocidade? a 1450 m/s e, no gelo, é de 3840 m/s a 0 °C. Um ultra- Ondulatória – Guia de Estudos 8 1
  2. 2. IFPE Ondas - Fenômenos Prof. Viriato15. O pulso proveniente da esquerda é transmitido através 20. Um afinador de pianos, ao desempenhar seu trabalho, da junção P a uma outra corda, como se vê na figura: vale-se de diapasões que emitem sons de freqüências – 2 Qual a razão entre a velocidade do pulso v1 antes da padrão. Para afinar uma certa nota, após acioná-la, ele percute o diapasão correspondente e ouve os dois sons. A afinação da nota será considerada finda quando não se observar entre os sons do piano e do diapasão: a) Interferência. b) Polarização. c) Batimentos. d) Efeito Doppler – Fizeau. junção e v2 depois? e) Efeito Joule.16. Tem-se uma cuba de ondas com água em que há uma 21. (ITA – SP) Dois violinistas devem tocar simultaneamen- região rasa e outra profunda. São geradas ondas retas te e com a mesma intensidade uma nota musical de fre- com uma régua, na região profunda, tal que na separa- qüência igual a 1320 Hz. Entretanto, apenas um dos vio- ção das regiões encontramos os ângulos de 60° e 45°, linistas toca a nota corretamente, enquanto o outro toca conforme a figura: uma nota de 1386 Hz. Calcule a freqüência de batimen- Sabendo que na região rasa a velocidade da onda é de tos sonoros. 6 cm/s e que a distância entre duas frentes consecu- 22. (PUC – SP) As ondas estacionárias numa corda vibran- te resultam de fenômenos de : tivas na região profunda é de 3 , determine: a) Difração e interferência. a) a velocidade da onda, na região profunda; b) Reflexão e refração. b) o comprimento de onda, na região rasa; c) Difração e reflexão. c) A freqüência das ondas na região rasa e na região d) Reflexão e interferência. profun- e) Dispersão e reflexão. da. 23. Uma onda estacionária é estabelecida numa corda, de modo a formar 3 ventres e 4 nós, como está esquemati- zado na figura: Sabendo que a distância entre os nós extremos é de 1,5 m e a velocidade da onda é de 10 m/s, de- termine a freqüência Batimento – Ressonância – Interferência - Difração da onda.17. Quando duas ondas interferem, a onda resultante apre- 24. (UFSM – RS) Uma corda de comprimento L = 2,4 m senta sempre, pelo menos, uma mudança em relação vibra com freqüência de 300 Hz no estado estacionário às ondas componentes. Tal mudança se verifica em re- representado na figura. lação à(ao): Qual a velocidade de a) Comprimento de onda. propagação da onda na b) Período. corda? c) Amplitude. d) Fase. 25. (UNIP – SP) A ponte de Tacoma, nos Estados Unidos, e) Freqüência. ao receber impulsos periódicos do vento, entrou em vi- bração e foi totalmente destruída. O fenômeno que me-18. No esquema a seguir, observamos duas ondas de lhor explica esse fato é: mesmo comprimento de onda e mesma amplitude, que a) O efeito Doppler. se propagam numa mesma corda homogênea em sen- b) A ressonância. tidos opostos: c) A interferência. d) A difração. e) A refração. 26. (UFV – MG) Duas cordas de violão estão afinadas quando, ao se produzir uma determinada nota em uma corda mais grossa, a corda mais fina subsequente vibra sem ser tocada. A corda mais fina vibra devido a que fenômeno ondulatório? Sabendo-se que a situação indicada ocorreu no instan- te t = 0 e que a velocidade das ondas é igual a 1 cm/s, 27. (FEI – SP) A fim de se determinar a freqüência de um determinar o perfil da corda nos instantes: som inaudível puro, emite-se um som puro na freqüên- a) t1 = 2 s; b) t2 = 3 s; c) t3 = 4 s; d) t4 = 7 s. cia de 30 kHz, escutando-se um som na freqüência de 1000 HZ. Qual a freqüência do som inaudível?19. (FEI – SP) Com dois diapasões obtêm-se batimentos s ambos vibrarem com: 28. Duas fontes sonoras estrategicamente colocadas emi- a) Mesma amplitude. tem sons puros de mesma amplitude e frequências pró- b) Amplitudes pouco diferentes entre si. ximas. Quais são as frequências dos sons emitidos, sa- c) Frequências bem distintas. bendo-se que um observador detectou, por instrumento, d) Frequências iguais. um batimento com freqüência de 150 Hz e uma onda e) Frequências pouco diferentes entre si. resultante de 6775 Hz? Ondulatória – Guia de Estudos 8 2
  3. 3. IFPE Ondas - Fenômenos Prof. Viriato29. (FMPA – MG) Um alto – falante produzindo um som de III. Em uma onda transversal as partículas do meio vi- freqüência igual a 510 Hz é apontado para uma parede bram na direção de propagação da onda. 3 de modo que o som refletido forma ondas estacionárias Quais são as verdadeiras (V) e quais são as falsas com o som emitido pelo alto – falante, podendo-se notar (F)? a existência de sucessivos pontos de som forte espaça- dos de 1/3 m, entre o alto – falante e a parede. A partir 36. O esquema abaixo representa, visto de cima, a evolu- desses dados, determine, em m/s, a velocidade das on- ção de ondas na superfície da água. Estas se propagam das sonoras nessa situação. da esquerda para a direita, incidindo na mureta indica- da, na qual há uma abertura de largura d:30. (Fuvest – SP) Um forno de microondas é projetado para, As ondas, cujo comprimento de onda vale  , conse- mediante um processo de ressonância, transferir ener- guem “contornar” a mureta, propagando-se à direita da gia para os alimentos que necessitamos aquecer ou co- mesma. È correto que: zer. Neste processo de ressonância, as moléculas de água do alimento começam a vibrar, produzindo calor a) ocorreu refração, e d >  . necessário para o cozimento ou aquecimento. A fre- b) Ocorreu refração, e d = . qüência de ondas produzidas pelo forno é da ordem de c) Ocorreu difração, e d 9 2,45 . 10 Hz, que é igual à freqüência própria de vibra- < . ção da molécula de água. d) Ocorreu difração, e d a) Qual o comprimento das ondas do forno? b) Por que os fabricantes de fornos de microondas a- > . conselham aos usuários não utilizarem invólucros e) Tudo o que se afir- metálicos para envolver os alimentos? mou não tem relação alguma com o fenô-31. (Centec – BA) O fenômeno de interferência luminosa meno. representa uma constatação de que a luz: a) propaga-se com grande velocidade. 37. O princípio que estabelece que cada ponto de uma onda b) refrata-se ao mudar de meio. se comporta como se fosse uma fonte de ondas secun- c) Tem natureza corpuscular. dárias é devido a: d) Tem natureza ondulatória. a) Newton. e) Obedece ao princípio da independência dos seus b) Yong. raios. c) Fresnel. d) Huygens.32. Dois geradores de ondas vibram em fase, produzindo e) Coulomb. ondas circulares numa superfície líquida. A linha nodal é o lugar geométrico dos pontos onde ocorre: 38. Numa cuba de ondas de profundidade constante, dois a) interferência destrutiva. estiletes funcionam como fontes de ondas circulares, vi- b) Reflexão. brando em fase com freqüência de 5 Hz. Sabendo-se c) Interferência construtiva. que a velocidade dessas ondas na superfície da água é d) Refração. de 10 cm/s, deter- e) Batimento. minar o tipo de inter- ferência que ocorreu33. A figura seguinte representa as ondas produzidas por nos pontos P e Q da duas fontes, F e G, que vibram na superfície de um lí- figura. quido. As circunferências indicam cristas. Considere que na região indicada não há amortecimento das ondas. 39. Nas figuras, F1 e F2 são duas fontes de ondas circulares a) Se f é a freqüência da de mesma freqüência que se propagam na superfície da fonte, qual a freqüência água. Supondo que na primeira figura as fontes estão da fonte G? em concordância de fase e que na Segunda estão em b) Se x, y e z são amplitu- oposição, determine o tipo de interferência que ocorre des de vibração da água nos pontos A, B, C, e D. As ondas propagam-se com nos pontos X, Y e Z, comprimentos de onda iguais a 2 cm. compare x, y e z. 40. Dois estiletes E1 e E2 vibram verticalmente, executando34. (MACK – SP) Assinale a afirmação correta. O fenômeno da difração da luz. a) é explicado pela natureza puramente corpuscular da luz. b) É independente da natureza física da luz. movimentos harmônicos simples, de freqüências iguais. c) É explicado satisfatoriamente através dos princípios Suas extremidades colidem com a superfície da água de da óptica geométrica. um lago, provocando ondas de amplitudes iguais que se d) É explicado com base na natureza ondulatória da propagam sem amortecimento, com velocidade de 10 luz. m/s. e) Só existe quando se tem apenas uma onda mono- Sabendo que os estiletes vibram em oposição de fase, cromática incidente numa grade de difração. calcule a menor freqüência de suas oscilações, para que o ponto P indicado observe-se:35. (Fatec – SP) das afirmativas: a) Reforço das ondas que I. Difração é o fenômeno de uma onda contornar um se superpõem; obstáculo. b) Anulamento das ondas II. O pulso em uma corda inverte-se ao se refletir na ex- que se superpõem. tremidade fixa. Ondulatória – Guia de Estudos 8 3
  4. 4. IFPE Ondas - Fenômenos Prof. Viriato41. (EN – RJ) Dois alto – falantes, localizados em F1 e F2, emitem um som de mesma amplitude, mesma freqüên- RESPOSTAS: 01.e # 02. 03. 4 cia e mesma fase. Em um ponto P encontra-se um ou- vinte. Sabe-se que F1 P < F2P, que o comprimento de 04. 2 m/s # 05. 2 m/s 06. I) V; II) V; III) F; IV) V . # onda do som emitido é de 2,0 m e que F2P = 8,0 m. Pa- 07. c # 08. 100 Hz # 09. 3,0 m # 10. 1,25 # 11. a) fre- ra que o ouvinte qüência e em P receba inter- ferência construti- período; b) 20 cm/s. # 12. # 14. a) perma- va, qual deve ser nece a mesma; b) meio 2; o maior valor pos- sível de F1 P? 15. 2 # 16. a) 3 cm/s; b) 2 cm; c) 3 hertz # 17. c # 19. e # 20. c # 21. 66 Hz # 22. d # 23. 10 Hz # 24. 480 m/s42. (Fuvest – SP) A energia de um fóton de freqüência f é # 25. b # 26. Ressonância # 27. 29 kHz ou 31 kHz # dada por E = hf, onde h é a constante de Plank. Qual a 28. 6700 Hz e 6850 Hz # 29. 340 m/s # 30. a) ~ 0,12 m; b) freqüência e qual a energia de um fóton de luz de com- os invólucros metálicos refletem as microondas, impedindo o a ressonância nas moléculas de água. # 31. d # 32. A # 33. primento de onda igual a 5000 A? a) g = f ; b) x = y > z # 34. d # 35. I) V; II) V; III) F # 36. c o # 37. d # 38. N = 3 (destrutiva) # 39. a) (ID); b) (IC); c) (ID); -34 8 14 Dados: h = 6,6 . 10 Js; c = 3 . 10 m/s; 1 A = 10-10 m. d) (IC). # 40. a) 5,0 Hz; b) 10 Hz. # 41. 6,0 m # 42. 6 . 10 -19 Hz; ~ 4 x 10 J # 43. a) A = 0,5 m; b) f = 20 Hz e T = 0,05Equação de uma onda periódica transversal numa cor- s; c)  = 0,25 m; d) v = 5 m/s. # 44. 0,2 m e 10 m/s # 45. 20 da tensa cm; 0,25 s; 4 Hz. # 46. Y = 0,5 cos (2(50t – 5x)) (SI)..43. No esquema representado a seguir, encontramos uma corda tensa não ab- sorvedora de energia, na qual propaga-se um trem de ondas transversais, no senti- do dos valores cres- centes de x: Em relação ao refe- rencial x0y, a equação dessas ondas é dada por:  Y = 0,5 cos 2 (20t  4 x) (SI) Determinar: a) A amplitude; b) O período e a freqüência; c) O comprimento de onda; d) A velocidade de propagação das ondas.44. A equação de uma onda mecânica transversal é ex- pressa por:  2 (5t  2 ) x Y = 0,2 cos (SI)  Qual a amplitude e qual a velocidade de propagação dessa onda?45. (FEI – SP) A função de de uma onda é dada pela ex- pressão: Y = 20 cos 2 (4t – x/3), onde x e y estão em cm e t, em segundos. Qual é a amplitude, o período e a freqüência dessa onda?46. Um trem de ondas propaga-se em uma corda tensa não absorvedora de energia com velocidade igual a 10 m/s. Sabendo que a amplitude das ondas vale 0,5 m, a freqüência é igual a 50 Hz e a fase inicial ( 0 ) é nula, determine a equação dessas ondas. Ondulatória – Guia de Estudos 8 4

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