Física B Extensivo V. 5

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1 Física B Extensivo V 5 Exercícios 0) B 0) E Porque o que se transporta é a perturbação, e não a matéria Uma onda é uma pertubação que se propaga através de um meio e que, durante sua propagação, transmite energia sem transporte de matéria 06) f 00 Hz T f 00 f 600 Hz T f 600 T T ) Perceba no desenho a distância percorrida pela corda num intervalo de s 03) T 0 s (F) f T f f 00 Hz 0 a) x 0 cm B V d t V 0 V 0 cm/s (F) o passar pela primeira vez na posição de equilíbrio depois de iniciado o movimento, terá completado meia volta (V) b) (F) cada volta completa a corda passa duas vezes pela posição de equilíbrio, logo com uma frequência de 00 Hz máximo B (F) Terá percorrido amplitudes do movimento oscilatório equilíbrio 0) t B 00 s a) T t B + t B 00 b) f T 00 s 00 Hz 00 05) a) 30 veículos por minuto 30 veículos em 60 s Então 0,5 veículo a cada s f 0,5 Hz b) T f T T s 05, 08) D 09) 0) D O ponto se desloca para a posição de equilíbrio, enquanto o ponto B, para a posição de elongação máxima Onda transporta energia, não matéria Comentário: Onda é qualquer tipo de perturbação em um meio, com ou sem matéria, transportando energia sem transportar matéria I Falso Onda não transporta matéria I Movimento harmônico simples II Física B

2 ) 0 Falso Toda onda consiste em transporte de energia 0 Verdadeiro 0 Falso Pode ser perdida uma parte em termos de som, por exemplo 08 Verdadeiro 6 Falso energia é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade 3 Verdadeiro ) I Falso onda é longitudinal e seu comprimento de onda é igual ao da onda B I III Falso Se as velocidades são iguais, então quem possuir o maior comprimento terá o maior período v v B B T T B 8) 9) E 0) D II Falso Têm a mesma velocidade II IV Falso o mudarmos o meio, alteramos a velocidade O sinal é transmitido por onda eletromagnética no espaço Já a emissão do som no interior da nave é uma onda mecânica Comentário: O som é uma onda mecânica (propaga-se somente em meios materiais, ou seja, sólidos, líquidos e gasosos), longitudinal (a direção de propagação coincide com a direção de vibração) e tridimensional (propaga-se em três dimensões) B > T B > T 3) B ) 5) E I Incorreta Ondas de telefonia são ondas de rádio, logo, ondas eletromagnéticas II Correta III Incorreta É possível, pois as ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo II Falso luz é eletromagnética e, sendo assim, consegue se propagar no vácuo III Falso O som não é onda eletromagnética I II ) B ) E 3) E II Falso s ondas sonoras não se propagam no vácuo II Lembrando que ondas em água, ondas sonoras e ondas em corda são ondas mecânicas Ultrassom é uma onda mecânica com frequência acima de Hz ) v T km/h v L 8 km/h a) 6) s ondas mecânicas podem ser classificadas em transversais e longitudinais Os sólidos permitem a propagação de ondas elásticas dos dois tipos Os fluidos permitem no seu interior apenas a propagação de ondas longitudinais epicentro x sismógrafo 7) C Nas ondas primárias, como o movimento das partículas é paralelo à direção de propagação da onda, esta é classificada como longitudinal Já as ondas secundárias, por possuírem um movimento das partículas perpendiculares à propagação, são classificadas como transversais Ondas T x v t x (t + 5) Ondas L x v t x 8 t x v t x km x x t + 0 8t t 0 t 5 min 5 60 h Física B

3 b) v L L fl 8 L 0 L 8 L 0, m 36, 36 v L 8 km/h 8 m/s 36, 9) c) Longitudinal vibração Transversal propagação vibração propagação 5), logo f v f , 5 f Hz f 738 khz 6) Perceba pelo desenho que a onda executa 6 oscilações completas em s ssim: f número de repetições 6,5 Hz tempo 7) Perceba que entre R e S existem 6 comprimentos de onda ssim: 6 3 m 3 0,5 m 6 v 0,5,5 v 0,75 m/s 8) 8 Se e f f então: v v 600 v v 300 m/s 8 30) Como o meio se mantém, a velocidade fica constante 3) ssim: v T Como o comprimento de onda aumenta, o período também deve aumentar para que a velocidade se mantenha constante o C 0,59 m/s 0 o C v v 3,6 m/s v som ,6 353,6 m/s ssim, V 353, 6 V o 330 v v 0, ,0057 m 5,7 mm tamanho do inseto,07, T ( C) Física B 3

4 3) v 5 mm/s 0 mm f? f 00 Hz cm v 00 v 00 m/s 37) 0 cm 0, m v,6 m/s 5 0 f f,5 Hz x 60 f 75 rpm 33) frequência número cm v v cm/s 3) T 0,5 30 cm 0,3 m v T v 0, 30 v,5 m/s 0, 35) f 0 Hz de repetições 0 tempo 5 Hz Perceba pelo comprimento de onda que 6 quadradinhos medem 0 cm ssim, cada quadradinho mede: 5 cm Dessa forma: mplitude 3 quadradinhos 7,5 cm v 0,6, T T T 0, 0,5 s 6, 38) 0 cm 36) 8cm v 8 0 v 80 cm/s Perceba pelo gráfico que o tempo necessário para uma oscilação é de 0 s T 0 s v T 0 0 m/s Física B

5 39) 0,8m I No MHS, nos pontos em que a velocidade é nula, o valor da aceleração é máxima II velocidade é nula nos extremos do MHS, que por sinal são pontos de deslocamento ou de deformação máxima IV Falso velocidade dos pontos na corda assume valores variáveis entre 0 e m/s (em módulo) ) T s Perceba pelo gráfico que o tempo de execução de uma oscilação é s T s a) v 08, 0, m/s T b) Como o movimento ondulatório pode ser projetado num MHS, perceba que: ) D f T 0,5 Hz V nula V máx s 3 s Comentário: Podemos verificar na ilustração abaixo que a perturbação produzida pelo garoto não altera a velocidade de propagação da rolha, por isso ela não terá velocidade de propagação no lago, somente de vibração; logo, nunca chegará ao objetivo, até porque onda transporta energia e não matéria V nula c) Com base no mesmo raciocínio do item anterior: t 0 s, t s e t s d) v x t cm s cm/s rolha percorre, no primeiro s, cm para cima 0) 3) D, logo v f 30 8, então 00 m , então 35,7 36 m , então 9,8 9 m 60 I Falso v m/s 8 m 8 f f 3 Hz ) C Os sinais de rádio M e FM são ondas eletromagnéticas, logo se propagam em todos os meios, inclusive no vácuo Os sinais M possuem menor nitidez e maior alcance, e os sinais FM, maior nitidez e menor alcance Física B 5

6 5) D Na figura, temos: 0,3 m 0,8 m P º) x x, logo π π Então, a velocidade de propagação da onda é dada por π v T, o que nos leva a concluir que v 0,5 cm/s π 0,0 0,5,0,5 Então, 0,50 m Na figura, temos: 0, T 0,0 s 9) D De acordo com a equação de onda, temos: t x y 0,5 cos π 0, 05, T 0, s e 0,5 m Então: v T, 05, v,5 m/s 0, Deslocamento (m) 6) B -0, 0,0 Então, T 0,0 s 0, 0, 0,3 0, 0,5 0,6 Tempo (s) Figura II 50) Considerando a função de onda, temos: y 0,5 cos π 0, t 0, x Concluímos que: a) 0,5 m; b) T 5 s; c) 0 m; ( ) + π Figura (indivíduo tocando violão), onda na corda: mecânica, unidimensional e transversal Figura (um peixe que pula na água de um lago), onda na água: mecânica, bidimensional e transversal Figura 3 (antena de uma estação de rádio), onda: eletromagnética, tridimensional e transversal d) v T v 0 5 m/s; e) ϕ o π rad/s 7) 8) C O princípio de Huygens diz que cada ponto de uma frente de onda é a fonte de uma frente de onda secundária justando a equação y 0 cos (t x) de acordo com a definição de equação de onda, temos: y 0 cos π t x π π π, em que: t t º) π T, logo T π 5) Maior comprimento de onda: v 330 f 0 6,5 m Menor comprimento de onda: v 330 0,065 6,5 mm f Física B

7 5) 53 π π Dada a equação y 0,005 cos x t 0 0, ajustando-a de acordo com a definição de equação de onda, temos: y 0,005 cos π π 0 Correta 0,005 m π π x t 0π 80π 0 Incorreta π x x 0 π, logo 0 m 0 Correta Sentido positivo do eixo Ox 08 Incorreta π t t, logo T 80 s 80 π T 6 Correta v T v 0 0,5 m/s 80 3 Correta w π T w π 0,05 π rad/s 80 55) E 56) C 57) E Os pontos e 3 são pontos de equilíbrio do MHS, ou seja, possuem acelerações nulas e velocidades máximas Diferentemente dos pontos e 5, que são os pontos de inversão, ou seja, aceleração máxima e velocidade nula O ponto é um ponto qualquer de velocidade mediana no MHS Se a onda sonora produzida por Rafael é de frequência duas vezes maior que a anterior, o comprimento de onda deve ser metade da anterior I Correta Cada ponto de uma frente de onda se comporta como uma fonte secundária (Huygens) II Correta Somente com transversais (direção de propagação perpendicular à direção de vibração) III Incorreta Na refração, a frequência permanece constante IV Incorreta Na reflexão ocorre inversão de fase 53) E I f 60 osc min Hz II O barco se propaga juntamente com crista de onda x III V t 90, 0,9 m/s 0 5) Então: v f 0, 9 0,90 m Dada a equação y 0,005 cos[π(0 t x)], ajustando-a de acordo com a definição de equação de onda, temos: y 0,005 cos π 0 t 8 x, em que: I 0 t t, logo T 0,05 s T II 8 x x, logo 0,5 cm velocidade de propagação de onda é dada por v 0, 5 Então concluímos que v 5 cm/s T 005, 58) B 59) D I Incorreta Direção de vibração e propagação são perpendiculares II Correta L L III Incorreta Direção de vibração e propagação são coincidentes IV Correta T a) Correta v µ v 5, v 50 m/s 0 3 b) Correta,0 m c) Correta 50 f f 50 Hertz d) Incorreta T f T 0,0 s 50 e) Correta distância entre nó e ventre é igual a / do comprimento de onda: 0,5 m Física B 7