Resolução aula Aula 1. (Eear 016) Associe as imagens seguintes aos nomes dos fenômenos físicos correspondentes na coluna abaixo. ( ) Interferência ( ) Reflexão ( ) Refração ( ) Difração Assinale a opção que apresenta a sequência correta. a) IV I III II b) IV III II I c) III I IV II d) III IV II I. (Ufpa 016) A luz e o som são considerados como ondas por transportarem energia sem haver transporte de matéria, no entanto têm características diferentes. A alternativa correta sobre essas duas ondas é: a) O SOM é uma onda Mecânica e pode ser Polarizado enquanto a LUZ é uma onda Eletromagnética e não pode ser polarizada. b) O SOM é uma onda Mecânica e não pode ser polarizado enquanto a LUZ é uma onda eletromagnética e pode ser polarizada. c) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Eletromagnéticas e podem ser polarizadas. d) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Mecânicas. e) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Eletromagnéticas, mas nenhuma delas pode ser polarizada. 3. (Uepg 017) Em relação às propriedades das ondas sonoras, assinale o que for correto. 01) A frequência de uma onda sonora sofre mudança quando esta passa do ar para a água.
0) O fenômeno do eco é produzido pela difração do som através de obstáculos. 04) O som pode sofrer o efeito de difração. 08) O fenômeno batimento ocorre quando ondas sonoras de frequências ligeiramente diferentes interferem entre si. 16) As ondas sonoras podem ser polarizadas desde que as dimensões dos obstáculos sejam da mesma ordem de grandeza do seu comprimento de onda. 4. (Upf 017) Isaac Newton é reconhecido como um dos grandes gênios da humanidade. Em sua lápide, na Abadia de Westminster, em Londres, está escrito: Disse Deus Faça-se Newton e houve luz nas jazidas. Dentre suas contribuições para o desenvolvimento da Física, estão os estudos relacionados à dispersão da luz do Sol ao atravessar um prisma de vidro. Nessas condições, ocorre a decomposição da luz branca nas várias cores. Com relação ao fenômeno de dispersão da luz branca, analise as informações a seguir. I. O arco-íris aparece quando os raios de luz branca incidem em gotículas de água presentes na atmosfera. II. A cor que sofre menor desvio quando a luz branca atravessa um prisma de vidro é a vermelha. III. A frequência das cores que compõem a luz branca não sofre alteração ao atravessar um prisma. IV. No interior de um prisma de vidro, as diversas cores que compõem a luz branca apresentam velocidades de propagação diferentes. Está correto o que se afirma em: a) II e IV, apenas. b) I e III, apenas. c) II, III e IV, apenas. d) I, II, III e IV. e) I e II, apenas 5. (Acafe 016) O diapasão é um instrumento de metal em forma de Y que emite um tom puro quando percutido. É um método básico, rápido e de baixo custo, porém, permite apenas a avaliação subjetiva da audição, devendo ser associado a exames físico-otorrinolaringológicos do paciente. Assinale a alternativa correta que indica batimentos com dois diapasões. a) Quando os dois tiverem a mesma frequência. b) Quando os dois tiverem frequências ligeiramente diferentes. c) Quando os dois vibrarem em ressonância. d) Quando a amplitude de vibração de um for maior que do outro. 6. (Fepar 017) Em Fisioterapia, as ondas sonoras utilizadas para terapêutica e diagnóstico são geradas por instrumentos com o nome de transdutores.
A terapia ultrassônica ocorre mediante vibrações mecânicas com frequência superior a 0.000 Hz. As frequências do ultrassom usadas terapeuticamente podem oscilar entre 0,7 MHz e 3 MHz. A velocidade de propagação da onda ultrassônica é maior nos meios onde há maior agregação molecular, ou seja, onde as moléculas estão mais próximas umas das outras. Assim, o som se propaga mais rapidamente nos sólidos do que nos líquidos e gasosos. As ondas sonoras na faixa de 1MHz se propagam nos tecidos moles com uma velocidade de 1.540 m s, e pelo osso compacto com 4.000 m s. O ultrassom na faixa de frequência de 1MHz é empregado normalmente em lesões profundas, e o ultrassom de 3 MHz é utilizado em lesões superficiais. A intensidade do ultrassom pode ser classificada de acordo com o modo como a potência e a intensidade são distribuídas na transmissão. Na prática clínica o ultrassom contínuo deve ser usado até W cm, para que não haja risco de lesão nas estruturas superficiais, e o ultrassom pulsado pode ser utilizado até 3 W cm. De acordo com o texto e os conceitos de Ondulatória, julgue as afirmativas que se seguem. ( ) A velocidade das ondas sonoras que possuem frequência de ultrassom, em um mesmo tecido, é maior que a velocidade de ondas sonoras que possuem frequência menor que as de ultrassom. ( ) O ultrassom, na faixa de 1MHz, propaga-se em um osso compacto com comprimento de onda de 4 mm. ( ) Uma intensidade de 3 W cm, obtida no tratamento com ultrassom pulsado durante minutos, equivale a uma energia incidente de 360 J a cada cm de tecido. ( ) A velocidade de propagação do ultrassom, em um tecido mole, depende da intensidade do pulso e aumenta com o aumento de amplitude. ( ) A frequência do ultrassom refletido pela superfície de um osso é maior que a frequência do ultrassom emitido pelo transdutor. 7. (Pucrs 015) Nossos sentidos percebem de forma distinta características das ondas sonoras, como: frequência, timbre e amplitude. Observações em laboratório, com auxílio de um gerador de áudio, permitem verificar o
comportamento dessas características em tela de vídeo e confrontá-las com nossa percepção. Após atenta observação, é correto concluir que as características que determinam a altura do som e a sua intensidade são, respectivamente, a) frequência e timbre. b) frequência e amplitude. c) amplitude e frequência. d) amplitude e timbre. e) timbre e amplitude. 8. (Ufsc 017) Em uma escola, os professores foram desafiados pelos alunos para uma partida de futebol. O jogo ocorreu no campo de Futebol 7 do bairro. Decorridos 30 minutos da partida, um dos professores lançou a bola para o atacante, que estava impedido, e o juiz acionou o apito. No exato momento do apito do juiz, alguém tirou uma foto. O professor de Física percebeu que a foto poderia ajudá-lo na exemplificação de um fenômeno trabalhado em sala de aula. Na semana seguinte, apresentou a foto, com algumas alterações, como se vê na figura abaixo. Na imagem, é possível observar o juiz e três jogadores, cada qual com a indicação dos módulos e direções de suas velocidades: V J (juiz), V 1 (jogador 1), V (jogador ) e V 3 (jogador 3). Considere os vetores velocidades no plano do gramado e que o som do apito do juiz tem frequência de 500 Hz. Com base na figura e nos dados acima, é correto afirmar que: 01) a frequência do som do apito percebida pelo jogador 1 é maior do que a frequência real do som emitida pelo apito. 0) a frequência do som do apito percebida pelo jogador 1 é de, aproximadamente, 494, Hz. 04) a frequência do som do apito percebida pelo jogador é de 500 Hz. 08) a frequência do som do apito percebida pelo jogador 1 é a mesma percebida pelo jogador. 16) o som do apito percebido pelo jogador 3 possui um timbre maior do que o timbre real do som do apito. 3) o jogador 3 escuta o som do apito com uma frequência de 500 Hz. 64) a frequência do som do apito percebida pelo jogador 3 é maior do que a frequência do som do apito percebida pelo jogador 1. 9. (Fac. Pequeno Príncipe - Medici 016) A figura mostra esquematicamente uma montagem utilizada em aulas práticas de física para o estudo de ondas estacionárias em cordas. Um gerador de sinal elétrico faz com que um
oscilador mecânico produza ondas em uma corda tracionada por uma massa suspensa. A amplitude de oscilação do eixo do oscilador é independente da frequência e muito menor que a altura dos fusos. A roldana é considerada ideal. Sobre esse experimento, analise as seguintes afirmativas: I. Se a distância entre o oscilador e a roldana for reduzida, a frequência para se obter uma onda estacionária de mesmo número de fusos (ventres) que o mostrado na figura será maior e o comprimento de onda será menor. II. Se a massa suspensa for aumentada, o comprimento de onda do harmônico mostrado não é alterado e a frequência de ressonância será maior. III. Se a frequência do quarto harmônico for 600 Hz, a do quinto harmônico será 750 Hz. IV. Todos os pontos da corda vibram com a mesma frequência e velocidade transversal. V. A velocidade do deslocamento transversal de um ponto da corda será máxima nas posições de cristas e vales. Com relação às afirmativas, assinale a alternativa CORRETA. a) somente as afirmativas II, III e IV estão corretas. b) somente as afirmativas I, III e V estão corretas. c) somente as afirmativas I, II e III estão corretas. d) somente as afirmativas I, II, IV e V estão corretas. e) somente as afirmativas II e IV estão corretas. 10. (Unesp 016) Um experimento foi feito com a finalidade de determinar a frequência de vibração de um diapasão. Um tubo cilíndrico aberto em suas duas extremidades foi parcialmente imerso em um recipiente com água e o diapasão vibrando foi colocado próximo ao topo desse tubo, conforme a figura 1. O comprimento L da coluna de ar dentro do tubo foi ajustado movendo-o verticalmente. Verificou-se que o menor valor de L, para o qual as ondas sonoras geradas pelo diapasão são reforçadas por ressonância dentro do tubo, foi de 10 cm, conforme a figura.
Considerando a velocidade de propagação do som no ar igual a 340 m s, é correto afirmar que a frequência de vibração do diapasão, em Hz, é igual a a) 45. b) 850. c) 1.360. d) 3.400. e) 1.700. Gabarito 1.C.B 3.1 4.D 5.B 6.F,V,V,F,F 7.B 8.74 9.C 10.B Resposta da questão 1: [C] [I] Reflexão [II] Difração [III] Interferência [IV] Refração Resposta da questão : [B] O som é onda longitudinal e a luz é onda transversal. Como a polarização somente é possível para ondas transversais, apenas a luz pode ser polarizada. Resposta da questão 3: 04 + 08 = 1. Justificando as proposições falsas: [01] Falsa. A frequência da onda não sofre alteração quando muda de meio. [0] Falsa. O eco é causado pela reflexão das ondas em um obstáculo. [16] Falsa. Ondas sonoras não podem ser polarizadas. Resposta da questão 4: [D]
[I] Correta. A dispersão de um feixe de luz policromática como a luz branca ocorre quando a luz incide obliquamente na interface de dois meios de diferentes índices de refração. [II] Correta. A ordem crescente de desvio é: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta. [III] Correta. A frequência de uma onda não se altera quando ela é refletida ou refratada. [IV] Correta. Um mesmo material apresenta diferentes índices de refração para diferentes radiações. Consequentemente, as velocidades também são diferentes. As radiações eletromagnéticas somente têm a mesma velocidade, 8 c 3 10 m s, no vácuo. Resposta da questão 5: [B] O fenômeno do batimento acontece quando temos duas ondas sonoras ressonantes de frequências ligeiramente diferentes, mas muito próximas em que percebemos nitidamente variações de intensidade do som resultante, causados pela interferência construtiva e destrutiva entre as duas ondas de frequências diferentes. Portanto, está correta a alternativa [B]. Resposta da questão 6: F V V F F. Falsa. A proposição ficaria correta se fosse reescrita assim: "A velocidade das ondas sonoras que possuem frequência de ultrassom, em um mesmo tecido, é menor que a velocidade de ondas sonoras que possuem frequência menor que as de ultrassom". Pois v λ f, se a frequência das ondas sonares são menores, então ela terá velocidade maior que a do ultrassom. Verdadeira. v λ f 3 6 v 4 10 1 10 v 4.000 m s Verdadeira, pois 3W são 3 Joules por segundo, se demorou minutos, ou seja, 10 segundos, logo incidiu 360 Joules por cm. Falsa. A velocidade depende apenas do comprimento de onda e da frequência da onda. v λ f. Falsa. A partir desses trechos percebemos que a afirmação é falsa: "Na prática clínica o ultrassom contínuo deve ser usado até W cm, para que não haja risco de lesão nas estruturas superficiais, e o ultrassom pulsado pode ser utilizado até 3 W cm. " e QO ultrassom na faixa de frequência de 1MHz é empregado normalmente em lesões profundas, e o ultrassom de 3 MHz é utilizado em lesões superficiais."
Resposta da questão 7: [B] A altura de um som é caracterizada pela frequência da onda sonora, diferenciando um som grave de um som agudo. A intensidade de um som é caracterizada pela amplitude da onda sonora, diferenciando um som fraco de um som forte. Resposta da questão 8: 0 + 08 + 64 = 74. [01] Falsa. Como o jogador 1 se afasta do juiz, a frequência percebida por ele é menor do que a frequência real da fonte. [0] Verdadeira. Para calcular a frequência percebida pelo jogador 1, usaremos a equação: vsom vobservador 340 8 faparente ffonte faparente 500 faparente 494, Hz vsom v fonte 340 4 [04] Falsa. O jogador está parado, mas em relação à ele o juiz se afasta, portanto a frequência percebida por ele é menor que 500 Hz. [08] Verdadeira. O juiz se afasta do jogador com a mesma velocidade relativa que o jogador 1 se afasta do juiz, portanto a frequência do som percebido por ambos jogadores é idêntica e menor que a frequência da fonte. [16] Falsa. O timbre do som permite diferenciar o apito de outro instrumento ou de uma voz, caracterizando a fonte, portanto os timbres são percebidos igualmente por todos os jogadores. [3] Falsa. Como o jogador 3 se aproxima do juiz ele percebe um som mais agudo, ou seja, a frequência percebida pelo jogador é mais alta que a da fonte. [64] Verdadeira. O jogador 3 faz um movimento oblíquo de aproximação ao juiz, portanto vai perceber um comprimento de onda menor e uma frequência aparente maior do que o som emitido pela fonte, ou seja, maior que a frequência percebida pelo jogador 1. Resposta da questão 9: [C] [I] Verdadeiro. Reduzindo a distância teremos uma frequência maior e um comprimento de onda menor. [II] Verdadeiro. Massa e comprimento de onda não são grandezas diretamente relacionadas, entretanto, a massa e a frequência são diretamente proporcionais. [III] Verdadeiro. A frequência fundamental do 4 harmônico é: 4 analisando a frequência fundamento do 5 harmônico: 5 f f1 f1 150 hz, 4 f f1 f1 150 hz, 5
como ambos possuem a mesma frequência fundamental, logo a opção é verdadeira. [IV] Falso. A velocidade transversal é diferente de velocidade da onda. Logo, teremos pontos na corda com velocidade transversal maior ou menor que outros. [V] Falso. A velocidade do deslocamento transversal de um ponto da corda será mínima nas posições de cristas e vales. Resposta da questão 10: [B] O comprimento L corresponde a meio fuso ou a um quarto do comprimento de onda. λ L λ 4L 4 10 40 cm λ 0,4 m. 4 Da equação fundamental da ondulatória: v 340 v λ f f f 850 Hz. λ 0,4