LISTA DE EXERCÍCIOS 1 CONTEÚDO: ONDAS CONCEITOS BÁSICOS

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1 LISTA DE EXERCÍCIOS 1 CONTEÚDO: ONDAS CONCEITOS BÁSICOS QUESTÕES RESOLVIDAS EM NOSSO CANAL 1) (EQUAÇÃO FUNDAMENTAL) Qual é a frequência de uma onda que se propaga em um líquido, com velocidade de módulo 10 cm/s, sabendo-se que o seu comprimento de onda é 2 cm? 2) (EQUAÇÃO FUNDAMENTAL) (RESOLVIDA EM VÍDEO) O módulo da velocidade de uma onda eletromagnética no vácuo é de 3x10 8 m/s e o módulo de sua velocidade no ar pode ser considerado o mesmo. Uma emissora de rádio transmite com uma frequência de 100MHz (megahertz). Qual o valor aproximado do comprimento de onda, no ar, das ondas emitidas. 3) (Fuvest) (EQUAÇÃO FUNDAMENTAL) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Ondas circulares propagam-se na superfície de água de um grande tanque. Elas são produzidas por uma haste cuja extremidade P, sempre encostada na água, executa movimento periódico vertical de frequência f=0,5s -1. a) Quanto tempo gasta o ponto P para uma oscilação completa? b) Se as cristas de duas ondas adjacentes distam entre si 2 cm, qual é a velocidade de propagação dessas ondas? 4) (UFRS) (EQUAÇÃO FUNDAMENTAL) A figura mostra uma onda estacionária em uma corda. Os pontos A, B, C e D são nodos e a distância entre os nodos A e D é de 6m. A velocidade de propagação das ondas que resultam na onda estacionária, nesta corda, é de 10m/s. A frequência da ondas estacionária vale, em Hertz: a) 10 b) 5 c) 2,5 d) 1,66 e) 1,25 COM O PROF IVÃ PEDRO

2 5) (EQUAÇÃO FUNDAMENTAL) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Numa corda homogênea, com suas extremidades fixas, se estabelece uma onda estacionária. Nesta situação, a corda vibra entre as duas posições extremas, indicadas pelas linhas contínuas e tracejadas na figura a seguir. Sabendo que a corda se alterna entre estas duas posições a cada 0,50s, é correto afirmar que a velocidade de propagação de ondas ao longo da corda vale: a) 0m/s b) 10m/s c) 15m/s d) 20m/s e) 30m/s 6) (UNEMAT) (CONCEITOS BÁSICOS) Uma onda, qualquer que seja ela, pode ser classificada, quanto à sua natureza, basicamente em onda mecânica, onda eletromagnética ou onda de matéria. Com relação ao tema é correto dizer. a) As ondas sonoras se propagam no vácuo com velocidade próxima à velocidade das ondas eletromagnéticas. b) A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas é da ordem de m/s. c) As ondas sonoras e as eletromagnéticas são sempre transversais. d) Numa onda longitudinal, as partículas do meio vibram na mesma direção em que se dá a propagação da onda. e) A frequência da onda é um elemento característico da fonte que a criou, cuja grandeza corresponde ao tempo de cada vibração gerada pela fonte. 7) (UFSM) (CONCEITOS BÁSICOS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Na figura a seguir, é representado o espectro eletromagnético, nome dado ao ordenamento das ondas eletromagnéticas por frequência ou por comprimento de onda. A luz visível corresponde a uma fatia estreita desse espectro. COM O PROF IVÃ PEDRO

3 Analise, então, as afirmativas: I. Todas as ondas eletromagnéticas têm a mesma velocidade no vácuo. II. A frequência das ondas de rádio é menor que a frequência da luz visível. III. A frequência da luz conhecida como infravermelho pode provocar bronzeamento e causar o câncer de pele. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e II. e) apenas II e III. 8) (CONCEITOS BÁSICOS) A figura abaixo ilustra uma onda mecânica que se propaga em um certo meio, com frequência 10 Hz. A velocidade de propagação dessa onda, em m/s, é a) 0,40 b) 0,60 c) 4,0 d) 6,0 e) 8,0 9) (UNEB) (CONCEITOS BÁSICOS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Tratando-se das propriedades ondulatórias de micro-ondas, ondas luminosas e ondas de rádio, é correto afirmar: 01) O comprimento de onda da radiação micro-ondas, de frequência igual a 1, Hz é igual a 3 m. 02) As ondas de rádio e as micro-ondas, utilizadas na comunicação, têm comprimentos de onda iguais. 03) As micro-ondas geradas pelos telefones celulares são ondas que apresentam as mesmas propriedades das ondas sonoras, e se propagam no ar com velocidade de 340m/s. 04) Ondas luminosas, ondas de rádio e micro-ondas são ondas transversais que se propagam no vácuo com velocidade igual a 3, km/s. 05) Os campos elétricos e magnéticos em ondas luminosas vibram paralelamente à direção de propagação dessas ondas. COM O PROF IVÃ PEDRO

4 10) (CONCEITOS BÁSICOS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) A figura abaixo representa uma corda, presa em uma de suas extremidades e esticada horizontalmente por uma pessoa. Em determinado instante a pessoa passa a movimentar sua mão para cima e para baixo da posição inicial, na razão de 20 oscilações completas por segundo, dando origem a uma onda que se propaga com velocidade de 5,0 m/s. O comprimento de onda, da onda gerada na corda é, em centímetros, igual a: a) 2,5 b) 4,0 c) 25 d) 40 e) ) (CONCEITOS BÁSICOS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) O maior acidente do mundo ocorrido fora das usinas nucleares ocorreu em Goiânia no ano de Ao vasculharem as antigas instalações do Instituto Goiano de Radioterapia, no centro de Goiânia, catadores de lixo se depararam com um aparelho de radioterapia abandonado. O pó brilhante que a máquina continha foi espalhado e o Brasil se chocou com o incidente, mostrando os riscos à exposição aos raios X ou a materiais radioativos. Utilizando seus conhecimentos sobre Física Ondulatória, analise os itens abaixo e assinale o CORRETO:: a) Os raios X, ondas eletromagnéticas de frequência e comprimento de ondas maiores que a da luz visível, se propagam no vácuo. b) Quando os raios X se refletem, a sua frequência diminui e seu comprimento de onda aumenta, visto que ambas são grandezas inversamente proporcionais. c) Raios X, com comprimento de onda igual a m, se propagando no ar, adentram à água com velocidade de 1, m/s, apresentando comprimento de onda igual a 1, m. d) Todas as eletromagnéticas, inclusive os raios X, são ondas transversais que apresentam direção de vibração paralela à direção de propagação. e) Os raios X são ondas longitudinais, vibrando na mesma direção de propagação. COM O PROF IVÃ PEDRO

5 12) (CONCEITOS BÁSICOS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) 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.) 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 x 10-4 s, calcule a distância do ponto lesionado até o ponto A. Dado: velocidade do ultrassom no cérebro = 1540 m/s 13) (CONCEITOS BÁSICOS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Um rádio receptor opera em duas modalidades: uma, AM, que cobre a faixa de frequência de 600 khz a 1500 khz e outra, FM, de 90 MHz a 120 MHz. Lembrando que 1kHz = 1 x 10 3 Hz e 1 MHz = 1 x 10 6 Hz e sabendo-se que a velocidade de propagação das ondas de rádio é 3 x 10 8 m/s, o menor e o maior comprimento de onda que podem ser captados por este aparelho valem, respectivamente, a) 2,5 m e 500 m b) 1,33 m e 600 m c) 3,33 m e 500 m d) 2,5 m e 200 m e) 6,0 m e 1500 m 14) (CONCEITOS BÁSICOS) Recentemente o físico Marcos Pontes se tornou o primeiro astronauta brasileiro a ultrapassar a atmosfera terrestre. Diariamente existiam contatos entre Marcos e a base, e alguns deles eram transmitidos através dos meios de comunicação. Com base no texto e em seus conhecimentos, é correto afirmar que conseguíamos ouvir e falar com Marcos porque, para essa conversa, estavam envolvidas a) apenas ondas mecânicas transversais já que estas se propagam, tanto no vácuo como no ar. b) apenas ondas eletromagnéticas longitudinais já que estas se propagam, tanto no vácuo como no ar. c) ondas eletromagnéticas transversais que apresentam as mesmas frequências, velocidade e comprimento de onda, ao passar de um meio para outro. d) ondas mecânicas transversais que apresentam as mesmas frequências, velocidade e comprimento de onda, ao passar de um meio para outro. e) tanto ondas eletromagnéticas transversais que se propagam no vácuo, como ondas mecânicas longitudinais que necessitam de um meio material para a sua propagação. COM O PROF IVÃ PEDRO

6 15) (CONCEITOS BÁSICOS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) O SONAR (sound navigation and ranging) é um dispositivo que, instalado em navios e submarinos, permite medir profundidades oceânicas e detectar a presença de obstáculos. Originalmente foi desenvolvido com finalidades bélicas durante a Segunda Guerra Mundial ( ). para permitir a localização de submarinos e outras embarcações do inimigo, O seu princípio é bastante simples, encontrando-se ilustrado na figura abaixo. Inicialmente é emitido um impulso sonoro por um dispositivo instalado no navio, A sua frequência dominante é normalmente de 10 khz a 40kHz. O sinal sonoro propaga-se na água em todas as direções até encontrar um obstáculo. O sinal sonoro é então refletido (eco) dirigindose uma parte da energia de volta para o navio onde é detectado por um hidrofone. (Adaptado dc JUNIOR, F.R. Os Fundamentos da Física. 8. ed. vol. 2. SIo Paulo: Moderna, p. 417) texto analise a seguinte situação-problema: Acerca do assunto tratado no Um submarino é equipado com um aparelho denominado sonar, que emite ondas sonoras de frequência 4.0.l0 4 Hz. A velocidade de propagação do som na água é de l, m/s. Esse submarino, quando em repouso na superfície, emite um sinal na direção vertical através do oceano e o eco é recebido após 0,80s. A profundidade do oceano nesse local e o comprimento de ondas do som na água. em metros, são, respectivamente: a) 640 e b) 620 e c) 630 e 4, d) 610 e 3, e) 600 e COM O PROF IVÃ PEDRO

7 GABARITO 1. 5 Hz 2. 3 m 3. a) T=2s; b) v=1cm/s 4. c 5. b 6. d 7. d 8. c c 11. c 12. a) 1, s b) 6,15 cm 13. a 14. e 15. e COM O PROF IVÃ PEDRO