LISTA DE EXERCÍCIOS 3 CONTEÚDO: FENÔMENOS ONDULATÓRIOS

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1 LISTA DE EXERCÍCIOS 3 CONTEÚDO: FENÔMENOS ONDULATÓRIOS QUESTÕES RESOLVIDAS EM NOSSO CANAL 1) (UFPE) (REFLEXÃO DAS ONDAS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Diante de uma grande parede vertical, um garoto bate palmas e recebe o eco um segundo depois. Se a velocidade do som no ar é 340 m/s, o garoto pode concluir que a parede está situada a uma distância aproximada de: a)17 m b) 34 m c) 68 m d) 170 m e) 340 m 2) (Fuvest) (REFLEXÃO DAS ONDAS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Uma fonte emite ondas sonoras de 200Hz. A uma distância de 3400m da fonte, está instalado um aparelho que registra a chegada das ondas através do ar e as remete de volta através de um fio metálico retilíneo. O comprimento dessas ondas no fio é 17m. Qual o tempo de ida e volta das ondas? Dado: velocidade do som no ar igual a 340 m/s. a)11s b)17s c) 22s d) 34s e) 200s 3) (REFLEXÃO DAS ONDAS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Para pesquisar a profundidade do oceano numa certa região, usa-se um sonar instalado num barco em repouso. O intervalo de tempo decorrido entre a emissão do sinal ultra- som de frequência 75 khz e a resposta do barco (eco) é de 1 s. Supondo o módulo de velocidade de propagação do som na água igual a 1,5x10 3 m/s, qual é a profundidade do oceano, na região considerada? 4) (UEL) (REFRAÇÃO DA ONDAS) Quando um feixe de luz monocromática passa do ar para a água mudam: a) o comprimento de onda e a velocidade de propagação. b) a velocidade de propagação e a frequência. c) a frequência e a amplitude. d) a frequência e o comprimento de onda. e) o comprimento de onda e o período. COM O PROF IVÃ PEDRO

2 5) (FATEC) (REFRAÇÃO DAS ONDAS) Um pianista está tocando seu piano na borda de uma piscina. Para testar o piano, ele toca várias vezes uma nota musical de frequência 440 Hz. Uma pessoa que o escutava fora da piscina mergulha na água. Dentro da água esta pessoa escutará: a) a mesma nota (mesma frequência). b) uma nota com frequência maior, pois o som, ao entrar na água, tem sua velocidade diminuída. c) uma nota com frequência menor, pois o som, ao entrar na água, tem sua velocidade diminuída. d) uma nota com frequência menor, pois o som, ao entrar na água, tem sua velocidade aumentada. e) uma nota com frequência maior, pois o som não tem sua velocidade alterada ao entrar na água. 6) UFMG (REFRAÇÃO DAS ONDAS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) 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. Os estudantes que traçaram um diagrama coerente com as leis da refração foram: a) Bernardo e Rafael b) Bernardo e Clarice c) Júlia e Rafael d) Clarice e Júlia 7) (UNIRIO) (REFRAÇÃO DAS ONDAS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Um vibrador produz ondas planas na superfície de um líquido com frequência f = 10 Hz e comprimento de onda λ = 28 cm. Ao passarem do meio I para o meio II, como mostra a figura, foi verificada uma mudança na direção de propagação das ondas. COM O PROF IVÃ PEDRO

3 No meio II, os valores da freqüência e do comprimento de onda serão, respectivamente, iguais a: a) 10 Hz; 14 cm b) 10 Hz; 20 cm c) 10 Hz; 25 cm d) 15 Hz; 14 cm E. e) 15 Hz; 25 cm 8) (AFA) (REFRAÇÃO DAS ONDAS) Considere um sistema formado por duas cordas diferentes, com densidades µ1 e µ2 tal que µ1 > µ2, em que se propagam dois pulsos idênticos, conforme mostra a figura abaixo. A opção que melhor representa a configuração resultante no sistema após os pulsos passarem pela junção das cordas é: COM O PROF IVÃ PEDRO

4 9) (UECE) (REFRAÇÃO DAS ONDAS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) A figura mostra ondas que se propagam na água e que estão passando do meio I para o meio II. O comprimento de onda no meio I é 4 cm e no meio II é 2 cm. Determine: a) O seno do ângulo x. b) A relação entre as velocidades nos dois meios. 10) (UFU) (REFRAÇÃO DAS ONDAS) Um garoto observava uma menina com um biquíni vermelho que corria à beira de uma piscina. A menina pulou na piscina e enquanto mergulhava, o garoto via que seu biquíni continuava vermelho. Isto se justifica porque uma onda ao passar de um meio para o outro não altera: a) a frequência; b) o comprimento de onda; c) a frequência e o comprimento de onda; d) a velocidade de propagação; e) o comprimento de onda, e a velocidade de propagação. 11) (UECE) (INTERFERÊNCIA BIDIMENSIONAL) (RESOLVIDA EM VÍDEO) A figura mostra dois alto-falantes A e B separados por uma distância de 2m. Os altofalantes estão emitindo ondas sonoras em fase e de frequência 0,68 khz. O ponto P mostrado na figura está a uma distância de 1,5m do alto-falante A. Supondo que a velocidade de propagação do som no ar seja 340m/s, a distância x mínima do alto-falante B ao ponto P para que este ponto seja um ponto nodal é: a) 1,50m b) 1,75m c) 2,00m d) 2,50m e) 3,00m COM O PROF IVÃ PEDRO

5 12) (UERJ) (INTERFERÊNCIA BIDIMENSIONAL) Duas fontes S1 e S2, de ondas iguais, estão em oposição de fase. A distância x1 = S1P é menor que x2 = S2P. O comprimento de onda das ondas é 5 cm e x2 = 75 cm. Para que o ponto P sofra interferência construtiva, o máximo valor possível para x1 é: a) 72,5 cm b) 70,0 cm c) 67,5 cm d) 65,5 cm 13) (UNIRIO) (REFRAÇÃO DAS ONDAS) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Uma fonte sonora, capaz de emitir som em uma única direção, foi fixada a uma fonte de laser, como mostra a figura a seguir. COM O PROF IVÃ PEDRO

6 14) (FUVEST) (REFRAÇÃO DAS ONDAS) Considere uma onda de rádio de 2MHz de frequência que se propaga em um meio material, homogêneo e isotrópico, com 80% da velocidade com que se propagaria no vácuo. Qual a razão λ0/ λ entre os comprimentos de onda no vácuo (λ 0 ) e no meio material? a) 1,25 b) 0,8 c) 1 d) 0,4 e) 2,5 15) (INTERFERÊNCIA BIDIMENSIONAL) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Duas fontes pontuais, F1 e F2, coerentes, e em fase, emitem ondas de frequência 20 Hz que se propagam com velocidade de 2 m/s na superfície da água, conforme ilustra a figura. Se os pontos P e Q representam pequenos objetos flutuantes, verifique se os mesmos estão ou não em repouso. 16) (EFEITO DOPPLER) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Um automóvel com velocidade constante de 108 km/h passa buzinando por um pedestre parado. A frequência do som emitido pela buzina é 500 Hz. Sabendo-se que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, determine a frequência do som que o pedestre ouvirá ao ser ultrapassado pelo veículo. 17) (EFEITO DOPPLER) Uma ambulância com a sirene ligada, emite um som de frequência 520Hz. Admitindo-se que a velocidade do som no ar é de 340m/s e que a ambulância possui velocidade constante de 80m/s, determine a frequência percebida por um observador parado na calçada quando a ambulância: a) se aproxima do observador; b) se afasta do observador. 18) (EFEITO DOPPLER) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Imagine que um trem-bala passa apitando pela plataforma de uma estação. Uma pessoa, nessa plataforma, ouve o apito do trem aproximando-se com frequência de 450Hz. Após a passagem do trem, a frequência do apito parece cair para 300 Hz. Qual a velocidade do trem-bala (em m/s)? Considere a velocidade do som igual a 340m/s. COM O PROF IVÃ PEDRO

7 19) (FUVEST) (EFEITO DOPPLER) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Miguel e João estão conversando, parados em uma esquina próxima a sua escola, quando escutam o toque da sirene que indica o início das aulas. Miguel continua parado na esquina, enquanto João corre em direção à escola. As ondas sonoras propagam-se, a partir da sirene, em todas as direções, com comprimento de onda λ 17 cm e velocidade Vs 340 m s, v 3,4 m s em relação ao ar. João se aproxima da escola com velocidade de módulo e direção da reta que une sua posição à da sirene. Determine a) a frequência f M do som da sirene percebido por Miguel parado na esquina; b) a velocidade v R do som da sirene em relação a João correndo; c) a frequência f J do som da sirene percebido por João quando está correndo. Miguel, ainda parado, assobia para João, que continua correndo. Sendo o comprimento de onda do assobio igual a 10 cm determine d) a frequência f A do assobio percebido por João. Note e adote: Considere um dia seco e sem vento. 20) (UFRN) (POLARIZAÇÃO) As fotografias 1 e 2, mostradas a seguir, foram tiradas da mesma cena. A fotografia 1 permite ver, além dos objetos dentro da vitrine, outros objetos que estão fora dela (como, por exemplo, os automóveis), que são vistos devido à luz proveniente destes refletida pelo vidro comum da vitrine. Na fotografia 2, a luz refletida foi eliminada por um filtro polarizador colocado na frente da lente da câmera fotográfica. Comparando-se as duas fotos, pode-se afirmar que a) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine não está polarizada e a luz refletida pelo vidro não está polarizada. b) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine está polarizada e a luz refletida pelo vidro não está polarizada. c) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine não está polarizada e a luz refletida pelo vidro está polarizada. d) a luz proveniente dos objetos dentro da vitrine está polarizada e a luz refletida pelo vidro está polarizada. COM O PROF IVÃ PEDRO

8 21) (RESSONÂNCIA) Para que um corpo vibre em ressonância com um outro é preciso que: a) seja feito de mesmo material que o outro b) vibre com a maior amplitude possível c) tenha uma frequência natural próxima da frequência natural do outro. d) vibre com a maior frequência possível e) vibre com a menor frequência possível 22) (RESSONANCIA E DIFRAÇÃO) (RESOLVIDA EM VÍDEO) O FORNO DE MICROONDAS É PERIGOSO PARA NOSSA SAÚDE? Esquentar alimentos instantâneos, descongelar carnes para pratos mais complexos ou estourar um pacote de pipoca antes de assistir a um filme. O que hoje serve para aquecer quase qualquer tipo de comidas e até bebidas foi devidamente usado para isso nos momentos finais da Segunda Guerra Mundial, mais precisamente após o ataque japonês a Pearl Harbor, em Um mito sobre o aparelho também precisa ser desfeito: os alimentos não são capazes de absorver as microondas emitidas pelo forno. Sua única função é a de aquecer seja lá o que estiver no interior do forno ao agitar as moléculas de água presentes em sua composição e o calor é a única coisa que se mantém no processo após o desligamento do aparelho. Ao cortar a emissão de ondas, elas imediatamente desaparecem, sem deixar qualquer vestígio no objeto aquecido. Após a leitura do texto, utilize seus conhecimentos sobre Física, analise os itens abaixo e assinale o CORRETO: a) O funcionamento do forno de microondas baseia-se na ressonância. Segundo esse princípio as microondas do forno vibram com uma frequência maior que as moléculas de água do alimento levando a um aumento de sua amplitude de vibração. O aumento dessa amplitude provoca o aquecimento do alimento. b) As microondas conseguem se difratar mais facilmente que as ondas sonoras. Isso ocorre porque o comprimento de onda das microondas é menor que o das ondas sonoras, e quanto menor o comprimento de onda mais fácil ocorre a difração. c) As microondas apresentam um frequência de 2500 MHz. Considerando esse valor, podemos afirmar que o comprimento de onda das ondas utilizadas no forno terá uma ordem de grandeza igual a 10-1 m. d) Ondas eletromagnéticas, das quais fazem parte as microondas, são ondas transversais, tendo uma direção de vibração perpendicular à direção de propagação. Assim como as ondas mecânicas, as eletromagnéticas se propagam mais rapidamente em meios sólidos que em meios líquidos. e) Os raios X são perigosos para mulheres grávidas, pois com um comprimento de onda maior que as microondas, transportam mais energia e podem alterar mais facilmente a estrutura interna das células do feto em formação no útero materno. COM O PROF IVÃ PEDRO

9 23) (FENÔMENOS ONDULATÓRIOS) O empurrão da mãe sobre a criança brincando no balanço faz com que ela atinja alturas cada vez maiores. Isso pode ser explicado à luz da Física. Em qual das situações a seguir estão representados o fenômeno e uma situação semelhante à descrita? a) Difração. Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas. b) Eco. Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito. c) Propagação de ondas mecânicas. Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar. d) Efeito Doppler. Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta. e) Ressonância. Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace. 24) (UFU) (EFEITO DOPPLER) (RESOLVIDA EM VÍDEO) O efeito Doppler recebe esse nome em homenagem ao físico austríaco Johann Christian Doppler que o propôs em As primeiras medidas experimentais do efeito foram realizadas por Buys Ballot, na Holanda, usando uma locomotiva que puxava um vagão aberto com vários trompetistas que tocavam uma nota bem definida. Considere uma locomotiva com um único trompetista movendo-se sobre um trilho horizontal da direita para a esquerda com velocidade constante. O trompetista toca uma nota com frequência única f. No instante desenhado na figura, cada um dos três observadores detecta uma frequência em sua posição. Nesse instante, a locomotiva passa justamente pela frente do observador D2. COM O PROF IVÃ PEDRO

10 Analise as afirmações abaixo sobre os resultados da experiência. I. O som percebido pelo detector D1 é mais agudo que o som emitido e escutado pelo trompetista. II. A frequência medida pelo detector D 1 é menor que f. III. As frequências detectadas por D1 e D2 são iguais e maiores que f, respectivamente. IV. A frequência detectada por D2 é maior que a detectada por D3. Assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas. a) Apenas I e IV. b) Apenas II. c) Apenas II e IV. d) Apenas III. 25) (UFPA) (EFEITO DOPPLER) (RESOLVIDA EM VÍDEO) Um homem (observador) assiste sentado a uma corrida de fórmula 1, localizado em uma arquibancada lateral à pista de corrida. O observador tem um aparelho que registra a frequência principal do motor dos carros tanto na aproximação quanto no afastamento. Sabendo-se que a razão entre as frequências na aproximação e no afastamento é 3, pode-se afirmar, nesse caso, que a velocidade do carro de corrida (considerada constante) é, em m/s, igual a: Dado: a velocidade do som no ar é 340 m/s. a) 170 b) 215 c) 290 d) 315 e) 415 COM O PROF IVÃ PEDRO

11 GABARITO 1. d 2. a m 4. a 5. a 6. d 7. b 8. a 9. a) 3 /4 b) V2/V1 = 1/2 10. a 11. b 12. a 13. e 14. a 15. Ponto P: ID Ponto Q: IC Hz 17. a) 681 Hz b) 421 Hz m/s 19. a) 2000 Hz b) 343,4 m/s c) 2020 Hz d) 3366 Hz 20. c 21. c 22. c 23. e 24. a 25. a COM O PROF IVÃ PEDRO