Exercícios sobre ondulatória

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1 Exercícios sobre ondulatória 1. Vulcões submarinos são fontes de ondas acústicas que se propagam no mar com frequências baixas, da ordem de 7,0 Hz, e comprimentos de onda da ordem de 220 m. Utilizando esses valores, calcule a velocidade de propagação dessas ondas. 2. A figura a seguir representa um trecho de uma onda que se propaga com uma velocidade de 320 m/s. A amplitude e a frequência dessa onda são, respectivamente: a) 20 cm e 8,0 khz b) 20 cm e 1,6 khz c) 8 cm e 4,0 khz d) 8 cm e 1,6 khz e) 4 cm e 4,0 khz 3. A poluição sonora nas grandes cidades é tão intensa e constante que nem mais a percebemos, pois já nos habituamos. São motores de veículos, buzinas, sirenes, máquinas, todas fontes sonoras produzindo sons que vão do grave ao agudo. Com respeito aos sons agudos, podemos dizer que correspondem a sons de frequências a) altas e de grandes comprimentos de onda. b) altas e de pequenos comprimentos de onda. c) baixas e de pequenos comprimentos de onda. d) baixas e de grandes velocidades de e) baixas e de pequenas velocidades de 4. A luz visível é uma onda eletromagnética, que na natureza pode ser produzida de diversas maneiras. Uma delas é a bioluminescência, um fenômeno químico que ocorre no organismo de alguns seres vivos, como algumas espécies de peixes e alguns insetos, onde um pigmento chamado luciferina, em contato com o oxigênio e com uma enzima chamada luciferase, produz luzes de várias cores, como verde, amarela e vermelha. Isso é o que permite ao vaga-lume macho avisar, para a fêmea, que está chegando, e à fêmea indicar onde está, além de servir de instrumento de defesa ou de atração para presas. As luzes verde, amarela e vermelha são consideradas ondas eletromagnéticas que, no vácuo, têm a) os mesmos comprimentos de onda, diferentes frequências e diferentes velocidades de b) diferentes comprimentos de onda, diferentes frequências e diferentes velocidades de c) diferentes comprimentos de onda, diferentes frequências e iguais velocidades de d) os mesmos comprimentos de onda, as mesmas frequências e iguais velocidades de Prof. Luciano Soares Pedroso ### Página 1 de 6

2 e) diferentes comprimentos de onda, as mesmas frequências e diferentes velocidades de 5. 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 1,0 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 1,0 m/s. b) maior que 25 cm e igual a 1,0 m/s. c) menor que 25 cm e menor que 1,0 m/s. d) menor que 25 cm e igual a 1,0 m/s. e) igual a 25 cm e igual a 1,0 m/s. 6. A figura abaixo representa imagens instantâneas de duas cordas flexíveis idênticas, C 1 e C 2, tracionadas por forças diferentes, nas quais se propagam ondas. Durante uma aula, estudantes afirmaram que as ondas nas cordas C 1 e C 2 têm: I. A mesma velocidade de II. O mesmo comprimento de onda. III. A mesma frequência. Note e adote: A velocidade de propagação de uma onda transversal em uma corda é igual a t, sendo T a tração na corda e, a densidade linear da corda. Está correto apenas o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. 7. Um concertista, ao tocar seu violão, executa as notas musicais com as durações e frequências que caracterizam a música tocada. As pessoas que estão na plateia, tanto as mais próximas quanto as mais distantes, escutam as mesmas notas, com as mesmas durações e frequências, ou seja, a mesma música. Esse fato pode ser atribuído a) à qualidade acústica da sala de concertos. b) à afinação do instrumento. c) ao fato de a velocidade do som ter o mesmo módulo para todas as frequências sonoras. d) ao fenômeno da reverberação. e) ao fenômeno da ressonância. 8. Tanto o eco sonoro como a visão são fenômenos explicados pelo estudo de Ondas. Os dois são manifestações de um dos fenômenos ondulatórios abaixo, a a) difração b) refração c) reflexão d) polarização e) ressonância TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Dados: Prof. Luciano Soares Pedroso ### Página 2 de 6

3 2 Aceleração da gravidade: 10 m/s 3 Densidade do mercúrio: 13,6 g/cm Pressão atmosférica: 5 2 1,0 10 N/m Constante eletrostática: k 1 4 9,0 10 N m C Na figura abaixo, mostra-se uma onda mecânica se propagando em um elástico submetido a um certa tensão, na horizontal. A frequência da onda é f = 740 Hz. Calcule a velocidade de propagação da onda, em m/s. 10. Uma onda bidimensional se propaga em uma corda longa segundo um plano vertical. Os deslocamentos verticais, em relação à posição horizontal de repouso da corda, são dados em.t função do tempo por y 2.sen 6 em que y está em decímetros, e t, em segundos. A figura abaixo representa um trecho dessa onda. A velocidade de propagação da onda, em dm/s, é a) 2 3 b) 3 2 c) 3 4 d) 4 3 e) A sirene de uma fábrica produz sons com frequência igual a 2640 Hz. Determine o comprimento de onda do som produzido pela sirene em um dia cuja velocidade de propagação das ondas sonoras no ar seja igual a 1188 km/h. 12. Um brinquedo muito divertido é o telefone de latas. Ele é feito com duas latas abertas e um barbante que tem suas extremidades presas às bases das latas. Para utilizá-lo, é necessário que uma pessoa fale na boca de uma das latas e uma outra pessoa ponha seu ouvido na boca da outra lata, mantendo os fios esticados. Como no caso do telefone comum, também existe um comprimento de onda máximo em que o telefone de latas transmite bem a onda sonora. Sabendo que para um certo telefone de latas o comprimento de onda máximo é 50 cm e que a velocidade do som no ar é igual a 340 m/s, calcule a frequência mínima das ondas sonoras que são bem transmitidas pelo telefone. Prof. Luciano Soares Pedroso ### Página 3 de 6

4 13. 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. 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. 14. Uma corda é composta de dois segmentos de densidades de massa bem distintas. Um pulso é criado no segmento de menor densidade e se propaga em direção à junção entre os segmentos, conforme representa a figura abaixo. Assinale, entre as alternativas, aquela que melhor representa a corda quando o pulso refletido está passando pelo mesmo ponto x indicado no diagrama acima. a) b) c) d) Prof. Luciano Soares Pedroso ### Página 4 de 6

5 e) 15. Em cada uma das imagens abaixo, um trem de ondas planas move-se a partir da esquerda. Os fenômenos ondulatórios apresentados nas figuras 1, 2 e 3 são, respectivamente, a) refração interferência - difração. b) difração interferência - refração. c) interferência - difração -refração. d) difração - refração - interferência. e) interferência - refração - difração. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Nesta prova, quando necessário, adote os seguintes valores: Aceleração da gravidade: g = 10 m/s 2. Constante da gravitação universal: G = 6 x N m 2 / kg 2. Velocidade do som no ar: v = 340 m/s. Massa da Terra: M = 6 x kg. Constante π = Sonares são dispositivos frequentemente usados na indústria naval. Os navios possuem sonares para detectar obstáculos no fundo do mar, detectar cardumes etc. Um determinado sonar de um navio produz ondas sonoras progressivas, com comprimento de onda de 2,0 m e frequência 200 Hz. Nesse caso, um obstáculo a 80 m do sonar será detectado pelo navio em um intervalo de tempo de: a) 0,4 s b) 1,0 s c) 1,2 s d) 1,6 s e) 2,0 s 17. Uma onda transversal de frequência 1 Hz se desloca em uma corda, conforme diagrama a seguir. É CORRETO afirmar que sua velocidade de deslocamento é: a) 4m/s b) 0,5m/s c) 5m/s d) π m/s Prof. Luciano Soares Pedroso ### Página 5 de 6

6 18. Sobre o estudo do Movimento Ondulatório, analise as afirmativas abaixo. I. A velocidade da onda depende do meio de II. Se aumentarmos a frequência com que vibra uma fonte de ondas em um determinado meio, o comprimento de onda diminui. III. A frequência da onda varia quando ela muda de meio. IV. O comprimento de onda é a distância percorrida no tempo de um período. Assinale a alternativa correta. a) Apenas III e IV estão corretas. b) Apenas II e IV estão corretas. c) Apenas I, II e IV estão corretas. d) Apenas I, II e III estão corretas. e) Todas estão corretas. 19. 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 160 Hz. Considerando que a velocidade do som é de 340 m/s no ar e de 1450 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 totalmente submerso na piscina; c) o comprimento de onda desse som na água. 20. Quando um carro com som alto se afasta ou se aproxima de uma pessoa, percebe-se uma mudança no som. Isso é devido: a) ao movimento relativo entre a pessoa e o carro (fonte de som), conhecido como Efeito Doppler. b) à mudança na velocidade do som, quando o carro se afasta ou se aproxima da pessoa. c) ao movimento de rotação da Terra. d) à umidade relativa do ar. e) ao som percebido que é sempre o mesmo, independente de movimento entre fonte e a pessoa. Prof. Luciano Soares Pedroso ### Página 6 de 6