1.Em dias de tempestade, podemos observar no céu vários relâmpagos seguidos de trovões. Em algumas situações, estes chegam a proporcionar um espetáculo à parte. É CORRETOafirmar que vemos primeiro o relâmpago e só depois escutamos o seu trovão porque:

a) o som se propaga mais rápido que a luz. b) a luz se propaga mais rápido que o som. c) a luz é uma onda mecânica. d) o som é uma onda eletromagnética. e) a velocidade do som depende da posição do observador. 2.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.

3.A figura abaixo representa imagens instantâneas de duas cordas flexíveis idênticas, 1C e

2C ,

tracionadas por forças diferentes, nas quais se propagam ondas.

Durante uma aula, estudantes afirmaram que as ondas nas cordas 1C e

2C têm:

I. A mesma velocidade de propagação. 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. 4.Afigura abaixo representa um modo de vibração de uma corda presa nas suas extremidades.

Marque a alternativa que quantifica corretamente as velocidades dos pontos 1, 2 e 3 da corda no instante em que ela passa pela configuração horizontal. a) 1 2 3v v v 0

b) 1 2 3v v v 0

c) 1 2 3v v v 0

d) 1 3 2v v 0; v 0

e) 1 3 2v v 0; v 0

5.Uma cerca elétrica foi instalada em um muro onde existe um buraco de forma cilíndrica e fechado na base, conforme representado na figura. Os fios condutores da cerca elétrica estão fixos em ambas as extremidades e esticados sob uma tensão de 80 N. Cada fio tem comprimento igual a 2,0 m e massa de 0,001 kg. Certo dia, alguém tocou no fio da cerca mais próximo do muro e esse fio ficou oscilando em sua frequência fundamental. Essa situação fez

com que a coluna de ar no buraco, por ressonância, vibrasse na mesma frequência do fio condutor. As paredes do buraco têm um revestimento adequado, de modo que ele age como um tubo sonoro fechado na base e aberto no topo. Considerando que a velocidade do som no ar seja de 330 m/s e que o ar no buraco oscile no modo fundamental, assinale a alternativa que apresenta corretamente a profundidade do buraco.

a) 0,525 m. b) 0,650 m. c) 0,825 m. d) 1,250 m. e) 1,500 m. 6.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 7.O que define a frequência de uma onda, seja mecânica ou eletromagnética, é a fonte. Mas existe uma situação em que a frequência percebida por um observador é diferente da frequência emitida pela fonte. Esta diferença entre a frequência percebida e a emitida é explicada pelo Efeito Doppler. Este fenômeno é consequência do movimento relativo entre fonte e observador. Vamos analisar a seguinte situação: Uma viatura da polícia se move com velocidade constante, com a sirene ligada, emitindo uma frequência de 900Hz. Um observador parado na calçada observa o movimento da viatura e ouve o som da sirene com uma frequência de 1000Hz. Sabendo que a velocidade do ar é de 340 m/s, é CORRETO afirmar que a viatura se: a) aproxima do observador com uma velocidade de 68 m/s. b) afasta do observador com uma velocidade de 34 m/s. c) aproxima do observador com uma velocidade de 37,77 m/s. d) afasta do observador com uma velocidade de 37,77 m/s. e) aproxima do observador com uma velocidade de 34 m/s. 8.Uma recomendação importante, nos dias de hoje, é o uso de protetor solar, como forma de proteção dos raios ultravioleta (UV) oriundos do Sol, que podem causar, dentre outros problemas, envelhecimento precoce e câncer de pele. Esses raios UV são a) uma forma de radioatividade gerada pelas reações nucleares do sol. b) ondas eletromagnéticas de frequência maior do que a da luz visível. c) ondas eletromagnéticas de comprimento de onda maior do que o da luz visível. d) uma radiação eletromagnética de frequência semelhante à dos raios infravermelhos. 9.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. 10.Um instantâneo de uma corda, onde se estabeleceu uma onda estacionária, é apresentado na figura abaixo.

Nesta situação, considerada ideal, a energia associada aos pontos 1, 2 e 3 da corda é apenas potencial.

No instante igual a 3

4de ciclo após a situação inicial acima, a configuração que melhor

representa a forma da corda e o sentido das velocidades dos pontos 1, 2 e 3 é

a)

b)

c)

d)

11.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 106

TV (VHF) 108

micro-onda 1010

infravermelha 1012

visível 1014

ultravioleta 1016

raios X 1018

raios 1020

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 .

12.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 13.Na Copa do Mundo de 2010, a Fifa determinou que nenhum atleta poderia participar sem ter feito uma minuciosa avaliação cardiológica prévia. Um dos testes a ser realizado, no exame ergométrico, era o eletrocardiograma. Nele é feito o registro da variação dos potenciais elétricos gerados pela atividade do coração. Considere a figura que representa parte do eletrocardiograma de um determinado atleta.

Sabendo que o pico máximo representa a fase final da diástole, conclui-se que a frequência cardíaca desse atleta é, em batimentos por minuto, a) 60. b) 80. c) 100. d) 120. e) 140. 14.Considere um raio de luz monocromática se propagando no espaço livre (vácuo) a uma

velocidade 8c 3 10 [m/s], e com frequência f [Hz]. Quantos comprimentos de onda deste raio

de luz correspondem a 1 [m]?

a) fc

b) 1

c) cf

d) 2f c

e) 2c 15.O eco é um fenômeno que consiste em se escutar um som após a reflexão da onda sonora emitida. Suponha que você e seu amigo encontrem-se separados 60 metros entre si, e ambos a 40 metros de um obstáculo A, perpendicular ao solo, que pode refletir ondas sonoras. Se seu amigo emitir um som, você perceberá que o intervalo de tempo entre o som refletido e o som direto será aproximadamente, em segundos, de Dado: velocidade do som no ar V = 340 m/s

a) 0,12. b) 0,20.

c) 0,50. d) 0,80. e) 1,80. 16.A luz propaga-se com velocidade de módulo c = 3 x10

8 m/s no vácuo; no entanto, quando a

propagação se dá em um meio material, a velocidade será de módulo V < c. O índice de refração é definido como sendo c/V. Considerando que a luz é uma onda eletromagnética, imagine um feixe de luz monocromática que passa de um meio para outro, mudando, assim, o módulo V de sua velocidade. Nessa mudança de meio, a(s) propriedade(s) do feixe que não sofrerá(ão) alteração é(são) a) a frequência. b) o comprimento de onda. c) a frequência e o comprimento de onda. d) a amplitude, a frequência e o comprimento de onda. 17.Observa-se, na figura a seguir, uma corda fixa em suas extremidades na qual foi estabelecida uma onda estacionária.

Qualquer ponto da corda, com exceção dos nós, efetua 10 oscilações por segundo. A ordem de grandeza da velocidade das ondas que deram origem à onda estacionária, em m/s, vale

a) 210

b) 110

c) 110

d) 210

e) 010

18.

A figura representa uma corda ideal, de densidade linear μ , fixa no ponto A, passando pela

roldana sem atrito em B e sustentando um bloco de densidade bμ e volume V. O conjunto se

encontra imerso na água, de densidade aμ .

Sabendo-se que o comprimento do trecho horizontal é de L, o módulo da aceleração da gravidade local é igual a g e que, tangendo a corda no ponto médio, ela vibra no modo fundamental, a frequência de vibração da corda é igual, em Hz, a

a) 1

2b a/ VgLμ μ μ

b) 1

2b aL / Vgμ μ μ

c) 1

2b a2L / Vgμ μ μ

d) 1

2b aVg / / Lμ μ μ

e) 1

2b aVg / / 2Lμ μ μ

19.Após ter afinado seu violão utilizando um diapasão de 440 Hz, um músico notou que o quarto harmônico da corda Lá do instrumento emitia um som com a mesma frequência do diapasão. Com base na observação do músico e nos conhecimentos de ondulatória, considere as afirmativas a seguir. I. O comprimento de onda da onda estacionária formada na corda, no quarto harmônico, é igual

à metade do comprimento da corda. II. A altura da onda sonora emitida no quarto harmônico da corda Lá é diferente da altura da

onda emitida pelo diapasão. III. A frequência do primeiro harmônico da corda Lá do violão é 110 Hz. IV. O quarto harmônico da corda corresponde a uma onda estacionária que possui 5 nós. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas II e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas I, III e IV são corretas. 20.Sílvia e Patrícia brincavam com uma corda quando perceberam que, prendendo uma das pontas num pequeno poste e agitando a outra ponta em um mesmo plano, faziam com que a corda oscilasse de forma que alguns de seus pontos permaneciam parados, ou seja, se estabelecia na corda uma onda estacionária. A figura 1 mostra a configuração da corda quando Sílvia está brincando e a figura 2 mostra a configuração da mesma corda quando Patrícia está brincando.

Considerando-se iguais, nas duas situações, as velocidades de propagação das ondas na corda, e chamando de fS e fP as frequências com que Sílvia e Patrícia, respectivamente, estão fazendo a corda oscilar, pode-se afirmar corretamente que a relação fS / fP é igual a a) 1,6. b) 1,2. c) 0,8. d) 0,6. e) 0,4. 21.Uma fila de carros, igualmente espaçados, de tamanhos e massas iguais faz a travessia de uma ponte com velocidades iguais e constantes, conforme mostra a figura abaixo. Cada vez que um carro entra na ponte, o impacto de seu peso provoca nela uma perturbação em forma de um pulso de onda. Esse pulso se propaga com velocidade de módulo 10 m/s no sentido de A para B. Como resultado, a ponte oscila, formando uma onda estacionária com 3 ventres e 4 nós.

Considerando que o fluxo de carros produza na ponte uma oscilação de 1 Hz, assinale a alternativa correta para o comprimento da ponte. a) 10 m. b) 15 m. c) 20 m. d) 30 m. e) 45 m. 22.Na geração da voz humana, a garganta e a cavidade oral agem como um tubo, com uma extremidade aproximadamente fechada na base da laringe, onde estão as cordas vocais, e uma extremidade aberta na boca. Nessas condições, sons são emitidos com maior intensidade nas frequências e comprimentos de ondas para as quais há um nó (N) na extremidade fechada e um ventre (V) na extremidade aberta, como ilustra a figura. As frequências geradas são chamadas harmônicos ou modos normais de vibração. Em um adulto, este tubo do trato vocal tem aproximadamente 17 cm. A voz normal de um adulto ocorre em frequências situadas aproximadamente entre o primeiro e o terceiro harmônicos.

Considerando que a velocidade do som no ar é 340 m/s, os valores aproximados, em hertz, das frequências dos três primeiros harmônicos da voz normal de um adulto são a) 50, 150, 250. b) 100, 300, 500. c) 170, 510, 850. d) 340, 1 020, 1 700. e) 500, 1 500, 2 500.

23.Um aluno, com o intuito de produzir um equipamento para a feira de ciências de sua escola, selecionou 3 tubos de PVC de cores e comprimentos diferentes, para a confecção de tubos sonoros. Ao bater com a mão espalmada em uma das extremidades de cada um dos tubos, são produzidas ondas sonoras de diferentes frequências. A tabela a seguir associa a cor do tubo com a frequência sonora emitida por ele:

Cor vermelho azul roxo

Frequência (HZ) 290 440 494

Podemos afirmar corretamente que, os comprimentos dos tubos vermelho (Lvermelho), azul (Lazul) e roxo (Lroxo), guardam a seguinte relação entre si: a) Lvermelho< Lazul> Lroxo. b) Lvermelho = Lazul = Lroxo. c) Lvermelho> Lazul = Lroxo. d) Lvermelho> Lazul> Lroxo. e) Lvermelho< Lazul< Lroxo. 24.Um diapasão de frequência conhecida igual a 340 Hz é posto a vibrar continuamente próximo à boca de um tubo, de 1 m de comprimento, que possui em sua base um dispositivo que permite a entrada lenta e gradativa de água como mostra o desenho abaixo.

Quando a água no interior do tubo atinge uma determinada altura h a partir da base, o som emitido pelo tubo é muito reforçado. Considerando a velocidade do som no local de 340 m/s, a opção que melhor representa as ondas estacionárias que se formam no interior do tubo no momento do reforço é

a)

b)

c)

d) 25.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)

e) 26.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. 27.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. 28.O efeito Doppler recebe esse nome em homenagem ao físico austríaco Johann Christian Doppler que o propôs em 1842. 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.

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 D1 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. 29.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. 30.Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixe de luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifício, verifica-se que a luz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar dessa forma.

Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto? a) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas. b) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito. c) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-

lo pelo ar. d) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que

quando aquela se afasta. e) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de

cristal se despedace.

Gabarito: Resposta da questão 1: [B] Vemos o relâmpago quase que instantaneamente, pois a velocidade da luz no ar é cerca de 300.000.000 m/s, enquanto o som do trovão propaga-se a 340 m/s, bem mais lento que a luz. Resposta da questão 2: [C] No vácuo, todas as radiações eletromagnéticas têm a mesma velocidade (c). Da equação fundamental da ondulatória:

cc f .

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. Resposta da questão 3: [B] Analisando cada afirmação:

I. Incorreta. De acordo com a expressão dada: T

v .

Se as cordas são idênticas, as densidades lineares são iguais, como as trações são diferentes, as velocidades de propagação são diferentes. Na corda mais tracionada a velocidade é maior. II. Correta. Nas duas cordas o comprimento de onda é = 4 m.

III. Incorreta. De acordo com a equação fundamental:

vv f f .

Se as velocidades de propagação são diferentes e os comprimentos de onda

são iguais, as frequências são diferentes. Resposta da questão 4: [D] Observamos na figura a formação de uma onda estacionária com quatro nós e três ventres, onde os pontos 1 e 3 representam dois ventres consecutivos, e o ponto 2 um nó.

O nó de uma onda estacionária não oscila, permanecendo sempre em repouso, ou seja,

2V 0.

Como os pontos 1 e 3 representam ventres consecutivos, suas oscilações são opostas, ou seja, se o ponto 1 estiver subindo o ponto 2 estará descendo, e vice-versa.

Ou seja: 1 3V V ou 3 1V V

Resposta da questão 5: [C] Primeiro analisemos a corda. A velocidade de propagação das ondas na corda é dada pela

equação F

Vμ

4m 0,0015 10 kg / m

L 2μ (densidade linear de massa da corda)

Calculando a velocidade de propagação da onda na corda, temos:

No modo fundamental de vibração da corda, temos:

L 2L 4,0m2

λλ

Por outro lado: V f 400 4f f 100Hzλ

O som produzido terá comprimento de onda: V f 330 100 3,3mλ λ λ

O tubo é fechado. Portanto, 3,3

H 0,825m4 4

λ .

Resposta da questão 6: [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 7: [E] Como o som ouvido tem frequência maior que o som emitido, há aproximação relativa entre o observador (ouvinte) e a fonte, ou seja, a viatura aproxima-se do observador. Dados: Frequência aparente (ouvida): fap= 1.000 Hz; Frequência emitida pela fonte: fF= 900 Hz; Velocidade do observador: vO= 0. Velocidade da fonte: vF= ? De acordo com a expressão do Efeito Doppler, para o referencial adotado na figura:

4

80V 400m / s

5 10

Oap F

F F F

F

v v 340 0 1 34f f 1.000 900 v 306 340

v v 340 v 9 340 v

v 34 m / s.

O sinal negativo indica que o movimento da viatura é em sentido oposto ao adotado, ou seja, aproximando-se do observador. Resposta da questão 8: [B] Para o corpo humano, as radiações eletromagnéticas tornam-se nocivas para frequências maiores que a da luz visível, ou seja, a partir das radiações ultravioletas. Resposta da questão 9: [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 10: [C] Na primeira metade do período, os pontos 1 e 3 descem e o ponto 2 sobe. Na segunda metade do período, ocorre o inverso: 1 e 3 sobem e 2 desce.

A cada um quarto de período da onda, cada ponto da corda desloca verticalmente 14

da

amplitude, o que corresponde a uma divisão na figura dada. Assim, no instante igual a 34

do

período, a partir da situação mostrada, os pontos 1 e 3 desceram duas divisões e subiram uma divisão, estando sobre a linha central; o ponto 2 subiu duas divisões e desceu uma, estando também sobre a linha central. Ou seja, a corda está coincidindo com a linha central, com os pontos 1 e 3 subindo e o ponto 2 descendo, como mostrado na opção C. Resposta da questão 11: [C] Do gráfico, concluímos que o tempo entre dois picos consecutivos (período) é T = 10

–16 s.

Como:

f = 16

1 1

T 10 f = 10

16 Hz, o que corresponde à radiação ultravioleta.

Resposta da questão 12: [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 13: [D] Pelo gráfico, vemos que o período do batimento desse atleta é 0,5 s.

Como a frequência é o inverso do período, vem:

1 1f 2

T 0,5 Hz.

Logo, são 2 batimentos por segundo ou 120 batimentos por minuto. Resposta da questão 14: [A]

CC f

f

L 1 fN N

C / f C

Resposta da questão 15: [A] A figura a seguir ilustra os dois percursos realizados pelo som.

– Para o som direto a distância percorrida é distância entre você e o seu amigo: Ddir = 60 m. – Para o som refletido temos:

2 2 2

1 1d 30 40 d 50 m.

Como o ângulo de incidência é igual ao de reflexão: d1 = d2 = 50 m. A distância percorrida é, então, Dreflet = d1 + d2 = 100 m. A diferença de percurso é:

D = 100 – 60 = 40 m. O intervalo de tempo entre as recepções dos dois sons é:

D 40t t 0,12 s.

V 340

Resposta da questão 16: [A] A frequência nunca muda por depender da fonte. Como a velocidade muda, o comprimento de

onda também muda. Não esqueça V f .

Resposta da questão 17: [C] Observe a figura abaixo:

É dado que f = 10 Hz, portanto: v f 0,8 10 8m / sλ . A ordem de grandeza em metros é

110 .

Resposta da questão 18: [E] Sobre o corpo agem três forças; o peso, o empuxo e atração na corda. Como o corpo está em equilíbrio, podemos escrever:

VgVgVgEPTPET ABAB

No modo fundamental de vibração de uma corda temos L22

L

Por outro lado:

Tv

fv

Vg

L2

1T1f

Tf AB

Resposta da questão 19: [E] I. Correta. Para um harmônico de ordem n, o comprimento de onda em relação ao comprimento da corda é:

nn

2Ln L .

2 n

Para o quarto harmônico:

4 4

2L L .

4 2

II. Incorreta. Ondas sonoras de mesma frequência têm a mesma altura. III. Correta. Para um harmônico de ordem n, a frequência, em relação à do primeiro harmônico é:

n 1f nf .

Para o quarto harmônico:

4 1 1 1f 4f 440 4f f 110 Hz.

IV. Correta. Como no violão os extremos são fixos, para um harmônico de ordem n, a onda estacionária na corda apresenta n ventres e n+1 nós. Portanto, para o quarto harmônico são 5 nós, como mostra a figura abaixo.

Resposta da questão 20: [D] Sílvia faz sua corda vibrar formando três fusos, portanto, no 3º harmônico, três vezes a

frequência do harmônico fundamental (f1); Patrícia faz sua corda vibrar no 5º harmônico, cinco

vezes a frequência do harmônico fundamental. Assim:

S 1 S

PP 1

f 3 f f 3 0,6.

f 5f 5 f

Resposta da questão 21: [B] Ampliando-se verticalmente a figura vemos melhor as posições dos nós e ventres.

Como sabemos, V f 10 1 10m

O comprimento da ponte é 3

L2

. Portanto,

3 10L 15m

2

Resposta da questão 22: [E] A figura mostra o quinto harmônico.

Observe que L 5.4

λ

4L 4x0,170,136m

5 5λ

Como 5V 340

V f f f 2500 Hz0,136

λλ

51

f 2500f 500Hz

5 5

3 1f 3f 3x500 1500Hz

5f 2500 Hz

Resposta da questão 23:

[D] Consideremos que os três tubos estejam emitindo harmônicos de mesma ordem. A velocidade de propagação do som é mesma, pois se trata do mesmo meio, no caso, o ar. Da equação fundamental da ondulatória:

v = f v

f. (I)

Somente para demonstração, consideremos o n-ésimo harmônico de um tudo aberto:

O comprimento de cada fuso, como mostrado, é igual a meio comprimento de onda. Assim, para n fusos:

L =

n2

. (II)

Substituindo (I) em (II), vem:

vn vfL n L .

2 2 f

Dessa expressão, concluímos que o comprimento do tubo é inversamente proporcional à frequência do som emitido. Na tabela de frequências dadas: fvermelho< fazul< froxo. Então: Lvermelho> Lazul> Lroxo Resposta da questão 24: [D] Dados: v = 340 m/s; f = 340 Hz A frequência da onda sonora emitida pelo diapasão tem a mesma frequência que ele. Calculando o comprimento de onda:

v 340

v f 1 m.f 340

Trata-se de um tubo fechado. Para os estados de ondas estacionárias num tudo fechado, o comprimento (L) da coluna de ar é:

L n .4

Lembrando que um tubo fechado somente emite harmônicos ímpares, os comprimentos possíveis para a coluna de ar são:

1n 1 L 1 L 0,25 m.

4

1n 3 L 3 L 0,75 m.

4

1n 5 L 5 L 1,25 m (não convém)

4

O comprimento máximo para a coluna de ar é igual ao comprimento do tubo, portanto, 1 m. São possíveis, então, os estados mostrados nas figuras a seguir.

Resposta da questão 25: [E] O pulso refratado nunca sofre inversão. O refletido sofre inversão quanto propaga-se de um meio menos denso para um mais denso. Resposta da questão 26: [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 27: [D] I. Correta. No vácuo todas as radiações eletromagnéticas propagam-se com velocidade

8c 3 10 m / s .

II. Correta. Pela tabela dada. III. Incorreta. O bronzeamento e câncer de pela são causados por raios ultravioleta. Resposta da questão 28: [A]

Efeito Doppler: observador

fonte

V Vf ' f

V V

observadorV componente da velocidade do observador na direção que liga o observador à

fonte

fonteV componente da velocidade da fonte na direção que liga o observador à fonte.

V velocidade do som.

Numerador: (+) observador aproximando; (-) observador afastando. Denominador: (-) fonte aproximando; (+) fonte afastando. Observe a figura.

Os três observadores estão parados observadorV 0 .

A fonte está aproximando-se de D1, parada em relação a D2 e afastando-se de D3.

D1 1fonte

Vf f f

V V

D2 2f f

D3 3fonte

Vf f f

V V

I. O som percebido pelo detector D1 é mais agudo que o som emitido e escutado pelo

trompetista. (Verdadeiro) II. A frequência medida pelo detector D1 é menor que f. (Falso) III. As frequências detectadas por D1 e D2 são iguais e maiores que f, respectivamente. (Falso) IV. A frequência detectada por D2 é maior que a detectada por D3. (Verdadeiro) Resposta da questão 29: [B] Se o eixo horizontal do gráfico representasse o tempo, a grandeza 1 seria o período (tempo para uma oscilação completa). Resposta da questão 30: [A] O fenômeno ilustrado na figura é a difração. Esse fenômeno ocorre quando uma onda contorna um obstáculo, como o som contornando um muro, permitindo que um menino ouça a conversa de seus colegas escondidos atrás do muro.