Ficha 15 / 2018 Ondulatória 1

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Silvana Ramalho Weber
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1 Ficha 15 / 2018 Ondulatória 1 Nome Nº 3ª série Física Prof. Reinaldo Data / / g = 10 m/s 2 V =. f f = 1 / T Fel = K.x Epel = K.x 2 / 2 T 2 m K T 2 L g V F onde m L 1. Uma mola, pendurada verticalmente, tem comprimento de 20 cm quando não solicitada (figura a). Pendura-se em sua extremidade um corpo de massa m = 200 g e então o comprimento da mola passa a ser 30 cm (figura b). a) Lembrando que uma mola obedece à equação F = K. x, onde F é a força elástica e x é a deformação, calcule a constante elástica K da mola. Por meio de uma força externa, puxa-se o corpo para baixo, até que o comprimento da mola atinja 35 cm (figura c), abandonando o corpo em seguida, que passa a efetuar um MHS. b) Determine a amplitude A do MHS. c) Calcule o período T e a frequência f do MHS. d) Calcule a energia mecânica E total do sistema massa-mola. e) Determine a velocidade máxima Vmáx do corpo oscilante. K = A = T = f = E = Vmáx =

2 2. Um menino vibra a extremidade de uma corda com um período de 0,40 s. O gráfico registra um trecho da uma corda onde a onda se propaga para a direita. Determine: a) a amplitude e o comprimento de onda; b) a frequência e a velocidade de propagação. c) Desenhe sobre a figura a onda daqui a 0,2s. A = = f = V = 3. Uma onda produzida numa corda se propaga com frequência de 25 Hz. O gráfico a seguir representa a corda num dado instante. Determine, para essa onda: a) período: b) comprimento de onda: c) velocidade de propagação: d) amplitude: 4. A figura representa um trecho de uma onda que se propaga a uma velocidade de 300 m/s. Para essa onda, determine: a) a amplitude; b) o comprimento de onda; c) a frequência. 2 a) A = ; b) = ; c) f =

3 5. Nas afirmações a seguir, marque (V)erdadeiro ou (F)also. Parte A A respeito das ondas: ( ) Não ocorre transporte de matéria no movimento de propagação de uma onda. ( ) O comprimento de uma onda é o espaço que ela percorre em uma frequência determinada. ( ) A distância entre duas cristas consecutivas de uma onda é chamada de amplitude. ( ) A velocidade de uma onda é constante e independe do meio de propagação. Parte B Uma partícula, presa a uma mola, executa um MHS ao longo do eixo x e em torno da origem O. A amplitude do movimento é A e seu período é de 4,0 segundos. ( ) A frequência do movimento é 0,5 Hz. ( ) A aceleração da partícula é nula quando x = +-A. ( ) A energia cinética da partícula é nula no ponto x=o. ( ) O módulo da força resultante sobre a partícula é proporcional à sua posição em relação à origem. 6. Em um dia de chuva muito forte, constatou-se uma goteira sobre o centro de uma piscina coberta, formando um padrão de ondas circulares. Nessa situação, observou-se que caíam duas gotas a cada segundo. A distância entre duas cristas consecutivas era de 25 cm e cada uma delas se aproximava da borda da piscina com velocidade de 0,5 m/s. Após algum tempo a chuva diminuiu e a goteira passou a cair uma vez por segundo. Com a diminuição da chuva, a distância entre as cristas e a velocidade de propagação da onda se tornaram, respectivamente, a) maior que 25 cm e maior que 0,5 m/s b) maior que 25 cm e igual a 0,5 m/s c) menor que 25 cm e menor que 0,5 m/s d) menor que 25 cm e igual a 0,5 m/s e) igual a 25 cm e igual a 0,5 m/s 7. Uma onda transversal de frequência f = 100 Hz propaga-se em um fio muito longo, que tem massa de 10 g a cada metro de comprimento. O fio está submetido a uma tração F = 36 N. Calcule o comprimento de onda dessa onda, em metros. = 3

4 8. Uma corda homogênea de 2,5 m de comprimento e 2,0 kg de massa, está submetida a uma força tensora de 80 N. Suas extremidades são fixadas e então produz-se na corda uma perturbação. Determine: a) a densidade linear da corda; b) a velocidade de propagação da perturbação na corda. 9. A figura mostra uma onda transversal periódica, que se propaga com velocidade V1 = 12 m/s numa corda AB cuja densidade linear é 1. Essa corda está ligada a uma outra corda BC, cuja densidade linear é 2, sendo a velocidade de propagação da onda V2 = 8 m/s. Calcule, para a onda que se propaga na corda BC: a) seu comprimento de onda 2; b) sua frequência f2. a) 2 = ; b) f2 = 10. Uma onda sofre refração ao passar de um meio I para um meio II. Quatro estudantes, Bernardo, Clarice, Júlia e Rafael, traçaram os diagramas mostrados na figura para representar esse fenômeno. Nesses diagramas, as retas paralelas representam as cristas das ondas e as setas, a direção de propagação da onda. Escreva os nomes dos 2 estudantes que traçaram diagramas coerentes com as leis da refração. 4 e

5 11. Uma criança está brincando com um xilofone ao lado de uma piscina. Num dado instante, com uma baqueta, ela bate em uma das varetas metálicas do instrumento musical, produzindo, assim, uma nota musical de frequência 170 Hz. Considerando que a velocidade do som é de 340 m/s no ar e de 1445 m/s na água, determine: a) o comprimento de onda desse som no ar; b) a frequência desse som ao atingir o ouvido do pai da criança, que está submerso na piscina; c) o comprimento de onda desse som na água. a) λ1 = ; b) f2 = ; c) λ2 = 12. Uma corda esticada produz um som de frequência fundamental 1000 Hz. Para que a mesma corda produza um som de frequência fundamental 2000 Hz, a tensão da corda deve ser: a) quadruplicada b) dobrada c) multiplicada por 2 d) reduzida à metade e) reduzida a um quarto 5

6 13. O comprimento das cordas de um violão é de 60 cm. Ao ser tocada, a segunda corda (lá) emite um som fundamental de frequência 220 Hz. a) Determine a frequência do som fundamental emitido pela mesma corda quando o violonista fixar o dedo no traste localizado a 12,0 cm de sua extremidade, conforme a figura. a) f = b) O som dessa nova nota é mais grave ou mais agudo que o som da primeira nota? Justifique. Respostas: 1. K = 20 N/m ; A = 5 cm ; T = 0,6 s ; f = 1,7 Hz ; E = 2, J ; Vmáx = 0,5 m/s 2. A = 7,5 cm ; λ = 28 cm ; f = 2,5 Hz ; V = 70 cm/s ou 0,7 m/s 3. T = 0,04 s ; λ = 20 cm ; V = 500 cm/s ou 5 m/s ; A = 3 cm 4. A = 0,8 cm ; λ = 1,50 cm ; f = Hz 5. Parte A V, F, F, F ; Parte B F, F, F, V 6. b 7. λ = 0,6 m 8. µ = 0,8 kg/m ; V = 10 m/s 9. λ2 = 1 m ; f2 = 8 Hz 10. Clarice e Júlia 11. λ1 = 2,0 m ; f2 = 170 Hz ; λ2 = 8,5 m 12. a 13. f = 275 Hz. Mais agudo, pois a frequência é maior. 6

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