Td de revisão para a VG Física - 1

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1 Td de revisão para a VG Física (Unesp 2012) 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 propagação. b) diferentes comprimentos de onda, diferentes frequências e diferentes velocidades de propagação. c) diferentes comprimentos de onda, diferentes frequências e iguais velocidades de propagação. d) os mesmos comprimentos de onda, as mesmas frequências e iguais velocidades de propagação. e) diferentes comprimentos de onda, as mesmas frequências e diferentes velocidades de propagação. 2. (G1 - ifba 2012) 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: 2 Aceleração da gravidade: 10 m/s 3 Densidade do mercúrio: 13,6 g/cm 5 2 Pressão atmosférica: 1, 0 10 N/m Constante eletrostática: k = 1 4πε = 9,0 10 N m C (Ufpe 2012) Na figura abaixo, mostra-se uma onda mecβnica se propagando em um elαstico submetido a um certa tensγo, na horizontal. A frequκncia da onda ι f = 740 Hz. Calcule a velocidade de propagaηγo da onda, em m/s.

2 4. (G1 - ifce 2011) O fenômeno da refração de uma onda sonora pode ser explicado pela passagem da onda de um meio para outro de propriedades diferentes, mantendo constante(s) a) a frequência, a velocidade e o comprimento de onda. b) somente a velocidade. c) somente o comprimento de onda d) somente a frequência e) apenas a frequência e o comprimento de onda 5. (Fuvest 2011) Em um ponto fixo do espaço, o campo elétrico de uma radiação eletromagnética tem sempre a mesma direção e oscila no tempo, como mostra o gráfico abaixo, que representa sua projeção E nessa direção fixa; E é positivo ou negativo conforme o sentido do campo. Radiação eletromagnética Frequência f (Hz) Rádio AM 10 6 TV (VHF) 10 8 micro-onda infravermelha visível ultravioleta raios X raios γ Consultando a tabela acima, que fornece os valores típicos de frequência f para diferentes regiões do espectro eletromagnético, e analisando o gráfico de E em função do tempo, é possível classificar essa radiação como a) infravermelha. b) visível. c) ultravioleta. d) raio X. e) raio γ.

3 6. (Ufsm 2011) O som é uma onda mecânica longitudinal percebida por muitos seres vivos e produzida por vibrações mecânicas, as quais podem ser induzidas por causas naturais, como o vento. O objeto que, ao vibrar, produz um som, é chamado de fonte sonora. Uma certa fonte sonora, vibrando com frequência de 480 Hz, produz uma onda sonora que se desloca no ar, com velocidade de módulo 340 m/s, num referencial em que o ar está parado. Se a mesma fonte vibrar com frequência de 320 Hz, o módulo da velocidade de propagação da onda sonora correspondente, no ar, em m/s, é a) 113,3. b) 226,7. c) 340,0. d) 510,0. e) 1020,0. 7. (Ufrgs 2011) 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. 8. (Unimontes 2011) A figura abaixo representa uma forma senoidal num gráfico y (deslocamento vertical) versus x (deslocamento horizontal), como uma fotografia de uma corda, na qual se propaga uma onda estacionária. Estão destacadas, na figura, duas grandezas, enumeradas por 1 e 2. É correto afirmar: a) A grandeza 1 é a amplitude e a 2 é o comprimento de onda. b) Se o eixo horizontal do gráfico representasse o tempo, a grandeza 1 seria o período. c) A grandeza 1 é o período e a 2 é a frequência. d) Se o eixo horizontal do gráfico representasse o tempo, a grandeza 2 seria a frequência. 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. Constanteπ= 3.

4 09. (Ufpb 2011) 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 10. (Fuvest 2010) Um estudo de sons emitidos por instrumentos musicais foi realizado, usando um microfone ligado a um computador. O gráfico a seguir, reproduzido da tela do monitor, registra o movimento do ar captado pelo microfone, em função do tempo, medido em milissegundos, quando se toca uma nota musical em um violino. Nota dó ré mi fá sol lá si Frequência (HZ) Consultando a tabela acima, pode-se concluir que o som produzido pelo violino era o da nota Dado: 1 ms = 10-3 s a) dó. b) mi. c) sol. d) lá. e) si. 11. (Unemat 2010) 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. 12. (Fatec 2010) Um forno de micro-ondas tem em sua porta uma grade junto ao vidro, com espaços vazios menores que o comprimento de onda das micro-ondas, a fim de não permitir que essas ondas atravessem a porta. Supondo a frequência dessas micro-ondas de 2,45 GHz (G = Giga = 10 9 ) e a

5 velocidade de propagação de uma onda eletromagnética de m/s, o comprimento das micro-ondas será, aproximadamente, em cm, de a) 2. b) 5. c) 8. d) 10. e) (Mackenzie 2010) A figura a seguir ilustra uma onda mecânica que se propaga em um certo meio, com frequência 10 Hz. A velocidade de propagação dessa onda é a) 0,40 m/s b) 0,60 m/s c) 4,0 m/s d) 6,0 m/s e) 8,0 m/s 14. (Uftm 2010) No imóvel representado, as paredes que delimitam os ambientes, bem como as portas e janelas, são isolantes acústicos. As portas externas e janelas estão fechadas e o ar em seu interior se encontra a uma temperatura constante, podendo ser considerado homogêneo. Uma pessoa, junto à pia da cozinha, consegue conversar com outra, que se encontra no interior do quarto, com a porta totalmente aberta, uma vez que, para essa situação, é possível ocorrer com as ondas sonoras, a a) reflexão, apenas. b) difração, apenas. c) reflexão e a refração, apenas. d) reflexão e a difração, apenas. e) reflexão, a refração e a difração.

6 15. (Ufmg 2009) Numa aula no Laboratório de Física, o professor faz, para seus alunos, a experiência que se descreve a seguir. Inicialmente, ele enche de água um recipiente retangular, em que há duas regiões - I e II -, de profundidades diferentes. Esse recipiente, visto de cima, está representado nesta figura: No lado esquerdo da região I, o professor coloca uma régua a oscilar verticalmente, com frequência constante, de modo a produzir um trem de ondas. As ondas atravessam a região I e propagam-se pela região II, até atingirem o lado direito do recipiente. Na figura, as linhas representam as cristas de onda dessas ondas. Dois dos alunos que assistem ao experimento fazem, então, estas observações: Bernardo: A frequência das ondas na região I é menor que na região II. Rodrigo: A velocidade das ondas na região I é maior que na região II. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que: a) Apenas a observação do Bernardo está certa. b) Apenas a observação do Rodrigo está certa. c) Ambas as observações estão certas. d) Nenhuma das duas observações está certa. 16. (Unesp 2009) A figura mostra um fenômeno ondulatório produzido em um dispositivo de demonstração chamado tanque de ondas, que neste caso são geradas por dois martelinhos que batem simultaneamente na superfície da água 360 vezes por minuto. Sabe-se que a distância entre dois círculos consecutivos Mdas ondas geradas é 3,0 cm. Pode-se afirmar que o fenômeno produzido é a: a) interferência entre duas ondas circulares que se propagam com velocidade de 18 cm/s. b) interferência entre duas ondas circulares que se propagam com velocidade de 9,0 cm/s. c) interferência entre duas ondas circulares que se propagam com velocidade de 2,0 cm/s. d) difração de ondas circulares que se propagam com velocidade de 18 cm/s. e) difração de ondas circulares que se propagam com velocidade de 2,0 cm/s. 17. (Uel 2009) Os morcegos, mesmo no escuro, podem voar sem colidir com os objetos a sua frente. Isso porque esses animais têm a capacidade de emitir ondas sonoras com frequências elevadas, da ordem de Hz, usando o eco para se guiar e caçar. Por exemplo, a onda sonora emitida por um morcego, após ser refletida por um inseto, volta para ele, possibilitando-lhe a localização do mesmo.

7 Sobre a propagação de ondas sonoras, pode-se afirmar que: a) O som é uma onda mecânica do tipo transversal que necessita de um meio material para se propagar. b) O som também pode se propagar no vácuo, da mesma forma que as ondas eletromagnéticas. c) A velocidade de propagação do som nos materiais sólidos em geral é menor do que a velocidade de propagação do som nos gases. d) A velocidade de propagação do som nos gases independe da temperatura destes. e) O som é uma onda mecânica do tipo longitudinal que necessita de um meio material para se propagar. 18. (Fgv 2008) A figura mostra um pulso que se aproxima de uma parede rígida onde está fixada a corda. Supondo que a superfície reflita perfeitamente o pulso, deve-se esperar que no retorno, após uma reflexão, o pulso assuma a configuração indicada em 19. (Ufscar 2008) Você já sabe que as ondas sonoras têm origem mecânica. Sobre essas ondas, é certo afirmar que: a) em meio ao ar, todas as ondas sonoras têm igual comprimento de onda. b) a velocidade da onda sonora no ar é próxima a da velocidade da luz nesse meio. c) por resultarem de vibrações do meio na direção de sua propagação, são chamadas transversais. d) assim como as ondas eletromagnéticas, as sonoras propagam-se no vácuo. e) assim como as ondas eletromagnéticas, as sonoras também sofrem difração. 20. (Uece 2008) Na figura a seguir, C é um anteparo e S 0, S 1 e S 2 são fendas nos obstáculos A e B.

8 Assinale a alternativa que contém os fenômenos ópticos esquematizados na figura. a) Reflexão e difração b) Difração e interferência c) Polarização e interferência d) Reflexão e interferência 21. (Uff 2007) A velocidade de propagação de uma tsunami em alto mar pode ser calculada com a expressão v = gh, onde g é a aceleração da gravidade e h a profundidade local. A mesma expressão também se aplica à propagação de ondas num tanque de pequeno tamanho. Considere a situação mostrada no esquema, onde uma torneira goteja, a intervalos regulares, sobre o centro de um tanque que tem duas profundidades diferentes. Identifique o esquema que melhor representa as frentes de onda geradas pelo gotejamento. a) b) c) d) e)

9 22. (Ufal 2006) Uma onda produzida numa corda se propaga com frequência 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. a) ( ) O período de propagação da onda na corda é 20 s. b) ( ) A amplitude da onda estabelecida na corda é de 6,0cm. c) ( ) A velocidade de propagação da onda na corda é de 5,0 m/s. d) ( ) A onda que se estabeleceu na corda é do tipo transversal. e) ( ) A onda que se estabeleceu na corda tem comprimento de onda de 10 cm. 23. Relacione os fenômenos a seguir: 1)Reflexão 2) Refração 3) Difração 4) Interferência 5) Polarização 6)Ressonância ( )Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas. ( ) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito, através de um eco. ( ) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace. ( )A queda da ponte Tacoma nos Estados Unidos devido à ação dos ventos da região. ( )O ruído gerado por seu celular ao deixa-lo próximo de um computador, no momento do recebimento de uma ligação. ( )O uso de polaroides em algumas lentes de câmeras fotográficas para diminuir as reflexões da foto de uma vitrine de loja exposta à luz solar. ( )A passagem de um pulso de uma corda fina para uma corda grossa. ( )O movimento das ondas do mar em regiões com profundidades diferentes. Gabarito: Resposta da questão 1: [C] No vácuo, todas as radiações eletromagnéticas têm a mesma velocidade (c). Da equação fundamental da ondulatória: c c = λf λ =. f Essa expressão nos mostra que o comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência. Como radiações diferentes possuem deferentes frequências, os comprimentos de onda também são diferentes.

10 Resposta da questão 2: [C] Quanto ao eco sonoro, o fenômeno envolvido é a reflexão. Porém afirmar que a visão é um fenômeno de reflexão é muito vago, pois a luz, após refletir-se nos objetos sofre refração ao penetrar nos olhos. Resposta da questão 3: Da figura, temos: 2 λ = de 15 cm 3 λ = 10 cm = 0,1m Da equação fundamental da ondulatória: V = λ.f V = 0,1.740 V = 74m / s. Resposta da questão 4: [D] Quando uma onda é refratada, seja ela de qualquer natureza, variam velocidade e comprimento de onda, mantendo-se constantes o período e a frequência. Resposta da questão 5: [C] Do gráfico, concluímos que o tempo entre dois picos consecutivos (período) é T = s. Como: 1 1 f = = f = Hz, o que corresponde à radiação ultravioleta. 16 T 10 Resposta da questão 6: [C] A velocidade de uma onda sonora em um meio independe da frequência. Portanto, mantidas as condições do meio, a velocidade de propagação é 340 m/s para qualquer frequência. Resposta da questão 7: [B] No primeiro caso, a onda está contornando o obstáculo difração. No segundo caso, após haver difração nas fendas, as ondas estão interferindo interferência. No terceiro caso, houve uma mudança de comprimento de onda devido à mudança de velocidade e de meio, o que caracteriza uma refração refração. Resposta da questão 8: [B] Se o eixo horizontal do gráfico representasse o tempo, a grandeza 1 seria o período (tempo para uma oscilação completa).

11 Resposta da questão 09: [A] V = λf = 2x200 = 400m / s S 160 V = Δ 400 Δt 0,4s Δt = Δt =. Resposta da questão 10: [C] Analisando o gráfico, notamos que o período (T) é ligeiramente maior que 2,5 ms. 1 Para o período de 2,5 ms, a frequência seria: f = = 1 = 400 Hz. Logo, a frequência é 3 T 2,5 10 ligeiramente menor que 400 Hz, ou seja, está sendo emitida a nota sol. Resposta da questão 11: [D] a) Falsa. Ondas sonoras não se propagam no vácuo. b) Falsa. A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas depende do meio e, no vácuo, é c = de m/s. c) Falsa. Ondas sonoras são longitudinais ou mistas. d) Verdadeira. e) Falsa. O tempo de cada vibração é o período. A frequência é a quantidade de vibrações por unidade de tempo. Resposta da questão 12: [E] 8 v 3 10 Resolução: λ = = = 0,12 m = 12 cm. 9 f 2,45 10 Resposta da questão 13: [E] Da figura: λ = 80 cm = 0,8 m. v = λ f = 10(0,8) = 8 m/s.

12 Resposta da questão 14: [D] Pode ocorrer reflexão nas paredes ou difração ( contorno de um obstáculo). Resposta da questão 15: [B] A frequência não é alterada pela mudança de meio (refração). Assim, a afirmação de Bernardo é falsa. Sabemos que v = λ f. Como f é constante, v e λsão diretamente proporcionais. No meio II, as distâncias entre as cristas são menores, ou seja, menor comprimento de onda, λ, quando em comparação com o meio I. Se houve redução no comprimento de onda, então houve redução na velocidade. Assim, o comentário do aluno Rodrigo está correto. Resposta da questão 16: [A] O fenômeno mostrado na figura é o da interferência. A distância entre dois círculos consecutivos é o comprimento de onda: λ = 3 cm. A frequência das ondas emitidas é: 360 vezes 360 vezes f = = f = 6 Hz. minuto 60 segundos Da equação fundamental da ondulatória: v = λ f = 3 6 = 18 cm / s. ( ) Resposta da questão 17: [E] Resolução A direção de perturbação e a direção de deslocamento da onda são coincidentes na onda sonora, de modo que o som é uma onda longitudinal. Sendo ainda mecânica necessita de meio material para sua propagação. A onda sonora depende da temperatura e da pressão dos gases quando ela se propaga por eles. Resposta da questão 18: [D] Resposta da questão 19: [E] a) Falso. O comprimento de onda depende da frequência b) Falso: Luz km/s; Som 340m/s c) Por resultarem de vibrações do meio na direção de sua propagação, são chamadas transversais. d) Falso. As ondas sonoras são mecânicas e precisam de um meio material para propagar-se. e) Verdadeiro. Toda onda pode difratar dependendo do tamanho do obstáculo comparado com o comprimento da onda.

13 Resposta da questão 20: [B] Resposta da questão 21: [C] A velocidade é função da profundidade Como na parte central a profundidade é maior que nas laterais: V1 > V2 λ1 > λ2 Resposta da questão 22: F F V V F Resposta da questão 23: 3,1,6,6,4,5,2,2