16 N. Verifica-se que a menor distância entre duas cristas da onda é igual a 4,0 m. Calcule a freqüência desta onda, em Hz.
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- Madalena Escobar de Abreu
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1 1. Considere o gráfico adiante, que representa a grandeza A em função do tempo t (em unidades de 10 s). a) Se a grandeza A representar a amplitude de uma onda sonora, determine sua freqüência. b) Se a grandeza A representar o módulo da quantidade de movimento (em kg.m/s) de um corpo de massa m = 3 kg, determine a variação da energia cinética desse corpo entre os instantes t = 0s e t = 6 x 10 s. 2. A figura a seguir representa, nos instantes t = 0 s e t = 2,0 s, configurações de uma corda sob tensão constante, na qual se propaga um pulso cuja forma não varia. a) Qual a velocidade de propagação do pulso? b) Indique em uma figura a direção e o sentido das velocidades dos pontos materiais A e B da corda, no instante t = 0 s. 16 N. Verifica-se que a menor distância entre duas cristas da onda é igual a 4,0 m. Calcule a freqüência desta onda, em Hz. 4. Uma onda se propaga em um meio homogêneo com uma velocidade v³. Sejam f³, sua freqüência e ³ seu comprimento de onda nesse meio. Esta mesma onda se propaga em outro meio homogêneo com uma velocidade 2/3v³. Sejam f sua freqüência e seu comprimento de onda nesse outro meio. a) Calcule a razão f / f³. b) Calcule a razão / ³. 5. Uma perturbação periódica em uma corda produz ondas de freqüência 40 Hz e comprimento de onda 15 cm. Neste caso, calcule: a) o período da onda. b) a velocidade da onda. 6. As figuras 1 e 2, desenhadas numa mesma escala, reproduzem instantâneos fotográficos de duas ondas propagando-se em meio diferentes. 7. Uma onda transversal de freqüência f = 10 Hz propaga-se em um fio de massa m = 40 g e comprimento L = 4,0 m. O fio esta submetido a uma tração F = 36 N. Calcule o comprimento de onda, em metros. 8. Para determinar a profundidade de um poço de petróleo, um cientista emitiu com uma fonte, na abertura do poço, ondas sonoras de freqüência 220 Hz. Sabendo-se que o comprimento de onda, durante o percurso, é de 1,5 m e que o cientista recebe como resposta um eco após 8 s, a profundidade do poço é a) 2640 m b) 1440 m c) 2880 m d) 1320 m e) 330 m 9. A figura I mostra, em um determinado instante de tempo, uma mola na qual se propaga uma onda longitudinal. Uma régua de 1,5 m está colocada a seu lado. A figura II mostra como o deslocamento de um ponto P da mola, em relação a sua posição de equilíbrio, varia com o tempo. 3. Uma onda transversal propaga-se em um fio de densidade d=10 g/m. O fio está submetido a uma tração F = a) Denominando A A e e, respectivamente, as amplitudes e os comprimentos de onda associados a essas ondas, determine as razões A / A e /. b) Supondo que essas ondas têm a mesma frequência e que a velocidade da primeira é igual a 600 m/s, determine a velocidade da segunda. As MELHORES estimativas para o comprimento de onda l e para o período T dessa onda são a) l = 0,20 m e T = 0,50 s. b) l = 0,20 m e T = 0,20 s. c) l = 0,50 m e T = 0,50 s. d) l = 0,50 m e T = 0,20 s.
2 10. O padrão de forma de onda proveniente de um sinal eletrônico está representado na figura a seguir. Notando os valores para as divisões horizontal (1 ms) e vertical (500 mv), deve-se dizer quanto à amplitude a, ao período t a frequência f da forma de onda que: a) A = 0,5 V; T = 4 ms; F = 250 Hz b) A = 1,0 V; T = 8 ms; F = 125 Hz c) A = 2,0 V; T = 2 ms; F = 500 Hz d) A = 2,0 V; T = 4 ms; F = 250 Hz e) A = 1,0 V; T = 4 ms; F = 250 Hz 11. Na figura adiante, representamos graficamente uma onda mecânica de 1kHz que se propaga no ar. Com relação a essa onda é correto afirmar que: a) o comprimento de onda é 0,85 m. b) o comprimento de onda é 0,17 m. c) a amplitude é 0,85 m. d) a amplitude é 0,17 m. e) a velocidade de propagação da onda é 340 m/s. 12. 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. 13. Na tabela que se segue são comparadas propriedades da luz e do som. Assinale a alternativa cuja comparação está correta. 14. A velocidade de propagação de uma onda ou radiação eletromagnética, no ar, é cerca de 3,0 10 km/s. A tabela a seguir mostra, em metros, a ordem de grandeza do comprimento de onda ( ), associado a algumas radiações eletromagnéticas. Uma onda eletromagnética de frequência 2,5 10ªHz, que se propaga na atmosfera, corresponderá à radiação classificada como: a) raios X b) luz visível c) microonda d) onda de rádio 15. Uma onda produzida numa corda se propaga com freqüência de 25 Hz. O gráfico a seguir representa a corda num dado instante. Considere a situação apresentada e os dados do gráfico para analisar as afirmações que seguem. ( ) O período de propagação da onda na corda é 20 s. ( ) A amplitude da onda estabelecida na corda é de 6,0cm. ( ) A velocidade de propagação da onda na corda é de 5,0 m/s. ( ) A onda que se estabeleceu na corda é do tipo transversal. ( ) A onda que se estabeleceu na corda tem comprimento de onda de 10 cm.
3 16. Uma onda se propaga no meio 1, não dispersivo, com velocidade v, freqüência f, e comprimento de onda. Ao penetrar no meio 2, sua velocidade de propagação v é três vezes maior que v, sua freqüência é f e seu comprimento de onda é. Logo, conclui-se que: a) = /3 e f = f b) = e f = 3f c) = e f = f d) = 3 e f = f e) = e f = f/3 17. O gráfico do movimento de subida e descida de uma rolha, na superfície de um lago ondulado, é mostrado na figura a seguir, em que y é a altura da rolha em relação ao nível da água parada e t é o tempo transcorrido.. A régua toca a superfície da água 10 vezes em 5,0 segundos, e duas cristas consecutivas da onda ficam separadas de 2,0 centímetros. A velocidade de propagação da onda é a) 0,5 cm/s. b) 1,0 cm/s. c) 2,0 cm/s. d) 4,0 cm/s. e) 8,0 cm/s. 19. Um menino, balançando em uma corda dependurada em uma árvore, faz 20 oscilações em um minuto. Pode-se afirmar que seu movimento tem a) um período de 3,0 segundos. b) um período de 60 segundos. c) uma frequência de 3,0 Hz. d) uma frequência de 20 Hz. 21. Os gráficos I e II, desenhados numa mesma escala, representam a posição x em função do tempo t de dois objetos descrevendo movimentos oscilatórios periódicos. Se a rolha leva 1,0 s para sair do nível zero e atingir, pela primeira vez, a altura máxima, a freqüência do movimento é igual a a) 0,125 Hz b) 0,25 Hz c) 0,50 Hz d) 1,0 Hz e) 4,0 Hz 18. Para se estudar as propriedades das ondas num tanque de água, faz-se uma régua de madeira vibrar regularmente, tocando a superfície da água e produzindo uma série de cristais e vales que se propagam da esquerda para a direita. 20. Enquanto brinca, Gabriela produz uma onda transversal em uma corda esticada. Em certo instante, parte dessa corda tem a forma mostrada na figura a seguir. A direção de propagação da onda na corda também está indicada na figura. Assinale a alternativa em que estão representados CORRETAMENTE a direção e o sentido do deslocamento do ponto P da corda, no instante mostrado. Denominando A e A e f e f, respectivamente, as amplitudes e as frequências de oscilação associadas a esses movimentos, pode-se afirmar que a) A = A e f = f. b) A = 2A e f = 2f. c) A = (1/2)A e f = (1/2)f. d) A = (1/2)A e f = 2f. e) A = 2A e f = (1/2)f.
4 22. Na figura está representado, em um determinado instante, o perfil de uma corda por onde se propaga uma onda senoidal. Sabe-se que a freqüência de propagação da onda é de 1,5hertz. O comprimento de onda e a velocidade de propagação da onda na corda são, respectivamente, a) 6 cm e 18 cm/s b) 12 cm e 18 cm/s c) 12 cm e 8 cm/s d) 4 cm e 8 cm/s e) 4 cm e 6 cm/s 23. Uma onda sonora, propagando-se no ar com frequência "f", comprimento de onda " " e velocidade "v", atinge a superfície de uma piscina e continua a se propagar na água. Nesse processo, pode-se afirmar que: a) apenas "f" varia. b) apenas "v" varia. c) apenas "f" e " " variam. d) apenas " " e "v" variam. e) apenas "f" e "v" variam. 24. Uma pessoa parada em relação à calçada de uma rua observa a passagem de um carro da polícia com a sirene acionada. O observador percebe que quando o carro se aproxima, o som da sirene fica mais agudo e, quando se afasta, o som fica mais grave. Esse fenômeno é conhecido como: a) efeito Joule. b) efeito Doppler. c) efeito fotoelétrico. d) ressonância. e) reverberação. 25. A faixa de emissão de rádio em frequência modulada, no Brasil, vai de, aproximadamente, 88 MHz a 108 MHz. A razão entre o maior e o menor comprimento de onda desta faixa é: a) 1,2 b) 15 c) 0,63 d) 0,81 e) Impossível calcular não sendo dada a velocidade de propagação da onda 26. Uma luz não-polarizada de intensidade I³ ao passar por um primeiro polaróide tem sua intensidade reduzida pela metade, como mostra a figura. A luz caminha em direção a um segundo polaróide que tem seu eixo inclinado em um ângulo de 60 em relação ao primeiro. A intensidade de luz que emerge do segundo polaróide é a) I³. b) 0,25 I³. c) 0,375 I³. d) 0,5 I³. e) 0,125 I³. 27. Considere as afirmativas: I. Os fenômenos de interferência, difração e polarização ocorrem com todos os tipos de onda. II. Os fenômenos de interferência e difração ocorrem apenas com ondas transversais. III. As ondas eletromagnéticas apresentam o fenômeno de polarização, pois são ondas longitudinais. IV. Um polarizador transmite os componentes da luz incidente não polarizada, cujo vetor campo elétrico û é perpendicular à direção de transmissão do polarizador. Então, está(ão) correta(s) a) nenhuma das afirmativas. b) apenas a afirmativa I. c) apenas a afirmativa II. d) apenas as afirmativas I e II. e) apenas as afirmativas I e IV. 28. Considere as seguintes afirmações a respeito de ondas transversais e longitudinais. I - Ondas transversais podem ser polarizadas e ondas longitudinais não. II - Ondas transversais podem sofrer interferência e ondas longitudinais não. III - Ondas transversais podem apresentar efeito Doppler e ondas longitudinais não. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) Apenas I e III. 29. Quando adaptado à claridade, o olho humano é mais sensível a certas cores de luz do que a outras. Na figura, é apresentado um gráfico da sensibilidade relativa do olho em função dos comprimentos de onda do espectro visível, dados em nm (1,0 nm = 10 ª m).
5 Considerando as cores correspondentes aos intervalos de freqüências a seguir Violeta - freqüência (hertz) 6,9 x 10 a 7,5 x 10 Azul - freqüência (hertz) 5,7 x 10 a 6,9 x 10 Verde - freqüência (hertz) 5,3 x 10 a 5,7 x 10 Amarelo - freqüência (hertz) 5,1 x 10 a 5,3 x 10 Laranja - freqüência (hertz) 4,8 x 10 a 5,1 x 10 Vermelho - freqüência (hertz) 4,3 x 10 a 4,8 x 10 GABARITO 1. a) T = 8.10 s ==> f = 1/T = 125 Hz b) t = 0 ==> q = 12 = 3.v ==> v = 4 m/s t = 6.10 s ==> q = 0 ==> v = 0 ÐEÝ = /2 = - 48/2 = - 24 J 2. a) 10 cm/s b) Observe a figura a seguir: assim como o valor de 3,0 x 10 m/s para a velocidade da luz e as informações apresentadas no gráfico, pode-se afirmar que a cor à qual o olho humano é mais sensível é o a) violeta. b) vermelho. c) azul. d) verde. e) amarelo. 30. Um movimento ondulatório propaga-se para a direita e encontra o obstáculo AB, onde ocorre o fenômeno representado na figura a seguir, que é o de: Hz 4. a) f / f³ = 1 b) / ³ = 2/3 5. a) 1/40 s = 0,025 s b) 6 m/s 6. a) A/A = 1/2; / = 2 b) 300 m/s 7. = 6,0 m a) difração. b) difusão. c) dispersão. d) refração. e) polarização. 8. [D] 9. [D] 10. [E] 11. [E] 12. [A] 13. [E] 14. [C] 15. F F V V F 16. [D] 17. [B] 18. [D] 19. [A] 20. [B] 21. [C] 22. [B] 23. [D] 24. [B] 25. [A] 26. [E] 27. [A] 28. [A] 29. [D] 30. [A]
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