escola de aplicação dr. alfredo josé balbi prof. thomaz...

ESCOLA de aplicação Dr. Alfredo José Balbi prof. Thomaz Barone

Lista de exercícios para estudo Conceitos fundamentais de ondulatória

1. (Fuvest 2016) Chumaços de algodão embebidos em uma solução de vermelho de cresol, de cor rosa, foram colocados em três recipientes de vidro, I, II e III, idênticos e transparentes. Em I e II, havia plantas e, em III, rãs. Os recipientes foram vedados e iluminados durante um mesmo intervalo de tempo com luz de mesma intensidade,

sendo que I e III foram iluminados com luz de frequência igual a 147,0 10 Hz, e II, com luz de frequência igual a

145,0 10 Hz. O gráfico mostra a taxa de fotossíntese das clorofilas a e b em função do comprimento de onda da

radiação eletromagnética. Considere que, para essas plantas, o ponto de compensação fótica corresponde a 20% do percentual de absorção.

É correto afirmar que, após o período de iluminação, as cores dos chumaços de algodão embebidos em solução de cresol dos recipientes I, II e III ficaram, respectivamente, Note e adote: As plantas e as rãs permaneceram vivas durante o experimento. As cores da solução de cresol em ambientes com dióxido de carbono com concentração menor, igual e maior que a da atmosfera são, respectivamente, roxa, rosa e amarela.

Velocidade da luz 83 10 m / s

91nm 10 m

a) roxa, amarela e amarela. b) roxa, rosa e amarela. c) rosa, roxa e amarela. d) amarela, amarela e roxa. e) roxa, roxa e rosa. 2. (Unesp 2016) Uma corda elástica está inicialmente esticada e em repouso, com uma de suas extremidades fixa em uma parede e a outra presa a um oscilador capaz de gerar ondas transversais nessa corda. A figura representa o perfil

de um trecho da corda em determinado instante posterior ao acionamento do oscilador e um ponto P que descreve um movimento harmônico vertical, indo desde um ponto mais baixo (vale da onda) até um mais alto (crista da onda).



Sabendo que as ondas se propagam nessa corda com velocidade constante de 10 m / s e que a frequência do

oscilador também é constante, a velocidade escalar média do ponto P, em m / s, quando ele vai de um vale até uma

crista da onda no menor intervalo de tempo possível é igual a a) 4. b) 8. c) 6. d) 10. e) 12. 3. (Fuvest 2016) Lasers pulsados de altíssima potência estão sendo construídos na Europa. Esses lasers emitirão

pulsos de luz verde, e cada pulso terá 1510 W de potência e duração de cerca de 1530 10 s. Com base nessas

informações, determine

a) o comprimento de onda λ da luz desse laser;

b) a energia E contida em um pulso;

c) o intervalo de tempo t durante o qual uma lâmpada LED de 3W deveria ser mantida acesa, de forma a consumir uma energia igual à contida em cada pulso;

d) o número N de fótons em cada pulso. Note e adote:

Frequência da luz verde: 15f 0,6 10 Hz

Velocidade da luz 83 10 m s

Energia do fóton h f

34h 6 10 J s

4. (Uemg 2016) “É que minha neta, Alice, de 15 meses, está vivendo essa fase e eu fico imaginando se ela guardará na memória a emoção que sente ao perceber pela primeira vez que uma chave serve para abrir a porta, ... que o controle remoto liga a televisão (...)”

VENTURA, 2012, p. 37. O controle remoto utiliza a tecnologia do infravermelho. Três candidatos ao vestibular da UEMG fizeram afirmações sobre essa tecnologia: Candidato 1: a luz infravermelha é visível pelo olho humano, sendo um tipo de onda eletromagnética. Candidato 2: no vácuo, a luz infravermelha tem uma velocidade menor que a da luz vermelha, embora sua frequência seja menor. Candidato 3: o comprimento de onda da luz infravermelha é menor que o comprimento de onda da luz vermelha, embora a velocidade das duas seja a mesma. Fizeram afirmações CORRETAS: a) Todos os candidatos. b) Apenas os candidatos 1 e 2. c) Apenas o candidato 3. d) Nenhum dos candidatos. 5. (Upf 2015) A onda mostrada na figura abaixo se propaga com velocidade de 32 m / s. Analisando a imagem, é



possível concluir que a amplitude, o comprimento de onda e a frequência dessa onda são, respectivamente:

a) 2 cm / 4cm 800 Hz. b) 1cm / 8cm 500 Hz.

c) 2 cm / 8cm 400 Hz. d) 8 cm / 2cm 40 Hz.

e) 1cm / 8cm 400 Hz.

6. (Uece 2015) A energia elétrica que chega às nossas residências é na forma de tensão alternada a uma frequência

de 60 Hz. Na prática, a diferença de potencial elétrico entre os dois polos de uma tomada de parede é proporcional a

uma função do tipo 2 t

sen ,60

π

onde t é o tempo em segundos. Considere uma lâmpada que somente emita luz

quando recebe uma diferença de potencial diferente de zero. Assim, ao ser ligada nessa tomada, a lâmpada apagará quantas vezes a cada segundo? a) 60. b) 30.

c) 2

.60

π

d) 120. 7. (Mackenzie 2015)

O gráfico acima representa uma onda que se propaga com velocidade constante de 200 m / s.



A amplitude (A), o comprimento de onda ( )λ e a frequência (f ) da onda são, respectivamente,

a) 2,4 cm; 1,0 cm; 40 kHz

b) 2,4 cm; 4,0 cm; 20 kHz c) 1,2 cm; 2,0 cm; 40 kHz

d) 1,2 cm; 2,0 cm; 10 kHz e) 1,2 cm; 4,0 cm; 10 kHz

8. (Udesc 2015) Filmes fotográficos para radiografias, do tipo preto e branco, possuem uma emulsão fotossensível. Confeccionou-se um filme neste modelo e constatou-se que, para dissociar moléculas contidas na emulsão

fotossensível, é necessária uma exposição a fótons com energia mínima de 0,7 eV.

Assinale a alternativa que apresenta o valor do maior comprimento de onda da luz capaz de impressionar este filme.

a) 91,7 10 m

b) 61,7 10 m

c) 141,7 10 m

d) 60,7 10 m

e) 90,7 10 m 9. (Uece 2015) Dentre as fontes de energia eletromagnéticas mais comumente observadas no dia a dia estão o Sol, os celulares e as antenas de emissoras de rádio e TV. A característica comum a todas essas fontes de energia é a) o meio de propagação, somente no vácuo, e a forma de propagação, através de ondas. b) o meio de propagação e a forma de propagação, por condução. c) a velocidade de propagação e a forma de propagação, por convecção. d) a velocidade de propagação e a forma de propagação, através de ondas. 10. (Unesp 2015) Em ambientes sem claridade, os morcegos utilizam a ecolocalização para caçar insetos ou localizar obstáculos. Eles emitem ondas de ultrassom que, ao atingirem um objeto, são refletidas de volta e permitem estimar as dimensões desse objeto e a que distância se encontra. Um morcego pode detectar corpos muito pequenos, cujo tamanho seja próximo ao do comprimento de onda do ultrassom emitido.

Suponha que um morcego, parado na entrada de uma caverna, emita ondas de ultrassom na frequência de 60 kHz,

que se propagam para o interior desse ambiente com velocidade de 340 m s. Estime o comprimento, em mm, do

menor inseto que esse morcego pode detectar e, em seguida, calcule o comprimento dessa caverna, em metros,

sabendo que as ondas refletidas na parede do fundo do salão da caverna são detectadas pelo morcego 0,2s depois

de sua emissão.



11. (Fgv 2015) Durante seus estudos de preparação para o vestibular da FGV, um aluno pensa acerca da luz visível que

se propaga no ar de seu ambiente a uma velocidade bem próxima de 83,0 10 m / s. Consultando seus

apontamentos, verifica que se trata de uma onda e que sua frequência média de vibração é da ordem de 141,0 10 Hz. Ele ouve uma buzina que emite um som agudo vibrando a uma frequência estimada em 1,0kHz, cuja

velocidade de propagação no ar é de 320m / s. A relação L s/λ λ entre os comprimentos de onda da luz L( )λ e do

som s( )λ citados é mais próxima de

a) 110 .

b) 210 .

c) 310 .

d) 410 .

e) 510 . 12. (Uern 2015) O período da onda periódica a seguir é 2,5s.

É correto afirmar que a velocidade de propagação dessa onda é a) 1,8cm / s. b) 2,2cm / s.

c) 2,6cm / s. d) 3,2cm / s.

13. (Enem 2015) A radiação ultravioleta (UV) é dividida, de acordo com três faixas de frequência, em UV-A, UV-B e UV-C, conforme a figura.

Para selecionar um filtro solar que apresente absorção máxima na faixa UV-B, uma pessoa analisou os espectros de absorção da radiação UV de cinco filtros solares:



Considere:

velocidade da luz 83,0 10 m s e 91nm 1,0 10 m.

O filtro solar que a pessoa deve selecionar é o a) V. b) IV. c) III. d) II. e) I. 14. (G1 - ifsul 2015) Uma corda inextensível tem uma de suas extremidades fixada em uma parede vertical. Na outra

extremidade, um estudante de física produz vibrações transversais periódicas, com frequência de 2 Hz. A figura

abaixo ilustra a onda transversal periódica resultante na corda.

Com base nesses dados, o estudante determina a Amplitude, o Período e a Velocidade de Propagação dessa onda. Esses valos são iguais a: a) 20 cm, 0,5 s e 0,4 m s b) 20 cm, 2 s e 40 m s

c) 40 cm, 0,5 s e 20 m s d) 40 cm, 2 s e 0,2 m s

15. (Ufrgs 2015) Na figura abaixo, estão representadas duas ondas transversais P e Q, em um dado instante de

tempo. Considere que as velocidades de propagação das ondas são iguais.



Sobre essa representação das ondas P e Q, são feitas as seguintes afirmações.

I. A onda P tem o dobro da amplitude da onda Q.

II. A onda P tem o dobro do comprimento de onda da onda Q.

III. A onda P tem o dobro de frequência da onda Q.

Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) I, II e III. 16. (Espcex (Aman) 2015) Uma das atrações mais frequentadas de um parque aquático é a “piscina de ondas”. O desenho abaixo representa o perfil de uma onda que se propaga na superfície da água da piscina em um dado instante.

Um rapaz observa, de fora da piscina, o movimento de seu amigo, que se encontra em uma boia sobre a água e nota que, durante a passagem da onda, a boia oscila para cima e para baixo e que, a cada 8 segundos, o amigo está sempre na posição mais elevada da onda. O motor que impulsiona as águas da piscina gera ondas periódicas. Com base nessas informações, e desconsiderando as forças dissipativas na piscina de ondas, é possível concluir que a onda se propaga com uma velocidade de a) 0,15 m / s

b) 0,30 m / s c) 0,40 m / s



d) 0,50 m / s e) 0,60 m / s

17. (G1 - ifsul 2015) Quando jogamos uma pedra em um lago de águas calmas, são produzidas ondas periódicas que

percorrem 5 m em 10 s.

Sendo a distância entre duas cristas sucessivas igual a 40 cm, teremos que a frequência e a velocidade de

propagação dessas ondas são, respectivamente, iguais a a) 1,25 Hz e 0,50 m s.

b) 0,8 Hz e 0,50 m s. c) 1,25 Hz e 2,00 m s.

d) 0,8 Hz e 2,00 m s.

18. (Unicamp 2014) a) Segundo as especificações de um fabricante, um forno de micro-ondas necessita, para

funcionar, de uma potência de entrada de P = 1400 W, dos quais 50% são totalmente utilizados no aquecimento

dos alimentos. Calcule o tempo necessário para elevar em 20 CΔθ a temperatura de m = 100 g de água. O

calor específico da água é ac 4,2 J / g C.

b) A figura abaixo mostra o esquema de um forno de micro-ondas, com 30 cm de distância entre duas de suas paredes internas paralelas, assim como uma representação simplificada de certo padrão de ondas estacionárias em seu

interior. Considere a velocidade das ondas no interior do forno como 8c 3 10 m / s e calcule a frequência f das

ondas que formam o padrão representado na figura.

19. (Ufsm 2014) A invenção do rádio na primeira década do século XX é considerada um marco civilizatório importante, permitindo a aproximação entre as pessoas e contribuindo na difusão do conhecimento e da cultura. A comunicação via rádio faz uso de ondas eletromagnéticas, que são moduladas nas estações transmissoras e convertidas em ondas sonoras nos receptores. Considerando as propriedades das ondas de rádio, analise as afirmações a seguir e assinale-as com verdadeira (V) ou falsa (F). ( ) As ondas de rádio podem ser refletidas pela atmosfera. ( ) As ondas de rádio têm a mesma natureza que os raios X, porém possuem frequência menor. ( ) À medida que essas ondas se propagam, a energia por unidade de área transportada por elas permanece

constante. A sequência correta é a) V – V – F.



b) V – F – V. c) F – V – F. d) V – F – F. e) F – F – V. 20. (Pucrs 2014) Analise a figura abaixo, que mostra uma corda presa nas duas extremidades, vibrando de modo a

produzir três meios comprimentos de onda ( / 2),λ na extensão de 1,2 m.

Admitindo que, durante a vibração da corda, é originada a onda estacionária representada na figura, cujos ventres oscilam 120 vezes por segundo, é possível afirmar que a velocidade de propagação dos pulsos, na corda, é igual a a) 30 m/s b) 84 m/s c) 96 m/s d) 110 m/s e) 120 m/s 21. (Uerj 2014) Considere uma onda sonora que se propaga na atmosfera com frequência igual a 10 Hz e velocidade igual a 340 m/s. Determine a menor distância entre dois pontos da atmosfera nos quais, ao longo da direção de propagação, a amplitude da onda seja máxima. 22. (Unesp 2014) Observe o espectro de radiação eletromagnética com a porção visível pelo ser humano em destaque. A cor da luz visível ao ser humano é determinada pela frequência í, em Hertz (Hz). No espectro, a unidade

de comprimento de onda λ é o metro (m) e, no destaque, é o nanômetro (nm).



Sabendo que a frequência í é inversamente proporcional ao comprimento de onda ,λ sendo a constante de

proporcionalidade igual à velocidade da luz no vácuo de, aproximadamente, 83,0 10 m / s, e que 1 nanômetro

equivale a 91,0 10 m,

pode-se deduzir que a frequência da cor, no ponto do destaque indicado pela flecha, em

Hz, vale aproximadamente

a) 146,6 10 .

b) 142,6 10 .

c) 144,5 10 .

d) 141,5 10 .

e) 140,6 10 . 23. (G1 - ifba 2014) Pesquisas atuais no campo das comunicações indicam que as "infovias" (sistemas de comunicações entre redes de computadores como a INTERNET, por exemplo) serão capazes de enviar informação

através de pulsos luminosos transmitidos por fibras ópticas com a frequência de 1110 pulsos/segundo. Se na fibra

óptica a luz se propaga com velocidade de 82 10 m / s, podemos afirmar que a distância (em metros) entre dois

pulsos consecutivos é a) 0,018 b) 0,002 c) 0,015 d) 0,033 e) 0,232 24. (Unicamp 2014) A tecnologia de telefonia celular 4G passou a ser utilizada no Brasil em 2013, como parte da iniciativa de melhoria geral dos serviços no Brasil, em preparação para a Copa do Mundo de 2014. Algumas operadoras inauguraram serviços com ondas eletromagnéticas na frequência de 40 MHz. Sendo a velocidade da luz no

vácuo 8c 3,0 10 m / s, o comprimento de onda dessas ondas eletromagnéticas é

a) 1,2 m. b) 7,5 m. c) 5,0 m. d) 12,0 m. 25. (Ufg 2014) O princípio de funcionamento do forno de micro-ondas é a excitação ressonante das vibrações das moléculas de água contidas nos alimentos. Para evitar a fuga de radiação através da porta de vidro, os fabricantes de fornos de micro-ondas colocam na parte interna do vidro uma grade metálica. Uma condição para que uma onda eletromagnética seja especularmente refletida é que seu comprimento de onda seja maior que o tamanho das irregularidades da superfície refletora. Considerando-se que a frequência de vibração da molécula de água é aproximadamente 2,40 GHz e que o espaçamento da grade é da ordem de 1,0% do comprimento de onda da micro-onda usada, conclui-se que o espaçamento em mm é:

Dados: 83,00 10 m / s

a) 0,8 b) 1,25 c) 8 d) 80 e) 125 26. (Pucrs 2014) Um estudante de Física encontra-se num barco ancorado num lago de águas calmas. Repentinamente, começa a soprar uma brisa leve, que gera pequenas ondulações na superfície da água, fazendo



oscilar uma folha que flutua nas proximidades do barco. Observando essas ondulações e o movimento da folha, o estudante estima que a distância entre duas cristas de onda sucessivas é aproximadamente 40cm e que passam pela folha 30 cristas por minuto. De acordo com essas informações, a frequência, o comprimento de onda e a velocidade de propagação das ondas são, respectivamente, a) 0,50Hz 0,40m 0,20m/s b) 0,50Hz 0,40m 2,0m/s c) 2,0Hz 0,20m 2,0m/s d) 2,0Hz 0,80m 0,20m/s e) 30Hz 0,80m 8,0m/s 27. (Uea 2014) Uma onda transversal se propaga ao longo de uma corda esticada. O gráfico representa o deslocamento transversal y da corda em função da posição x, ambos em centímetros, num determinado instante.

Sabendo que a velocidade de propagação da onda é 2 m / s, é correto afirmar que a amplitude da onda, em

centímetros, e sua frequência, em hertz, são, respectivamente, a) 4 e 4. b) 4 e 5. c) 8 e 4. d) 5 e 4. e) 5 e 5. 28. (G1 - utfpr 2013) Para completarmos uma ligação telefônica utilizando um aparelho celular, é necessário que ele se comunique com uma estação provida de uma antena, ligada à central de telefonia. Dentre as alternativas, assinale qual o tipo de onda indispensável, entre o telefone e a estação, para que uma ligação telefônica via celular seja realizada. a) Mecânica. b) Eletromagnética. c) Longitudinal. d) Sonora. e) Ultrassom. 29. (Ibmecrj 2013) O som é um exemplo de uma onda longitudinal. Uma onda produzida numa corda esticada é um exemplo de uma onda transversal. O que difere ondas mecânicas longitudinais de ondas mecânicas transversais é: a) a direção de vibração do meio de propagação. b) a frequência. c) a direção de propagação. d) a velocidade de propagação.



e) o comprimento de onda. 30. (Enem 2013) Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana. Os espectadores de uma linha, sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacente. O efeito coletivo se propaga pelos espectadores do estádio, formando uma onda progressiva, conforme ilustração.

Calcula-se que a velocidade de propagação dessa “onda humana” é de 45 km/h, e que cada período de oscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente e distanciadas entre si por 80 cm.

Disponível em: www.ufsm.br. Acesso em: 7 dez. 2012 (adaptado). Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de a) 0,3. b) 0,5. c) 1,0. d) 1,9. e) 3,7.



Gabarito: Resposta da questão 1: [A] [Resposta do ponto de vista da disciplina de Física]

87

I III I III14

87

II II14

3 104,3 10 m 430 nm.

c 7 10c f

f 3 106 10 m 600 nm.

5 10

λ λ λ λ

λ λ

λ λ

Recipiente I:

Do gráfico, para o comprimento de onda de 430 nm os percentuais de absorção de ambas as clorofilas estão acima

do ponto de compensação, 20%. Isso significa que a concentração de dióxido de carbono nesse recipiente é menor que a concentração desse gás na atmosfera, e o chumaço de algodão apresenta cor roxa. Recipiente II:

Do gráfico, para o comprimento de onda de 600 nm os percentuais de absorção de ambas as clorofilas estão abaixo

do ponto de compensação, 20%. Isso significa que a concentração de dióxido de carbono nesse recipiente é maior que a concentração desse gás na atmosfera, e o chumaço de algodão apresenta cor amarela. Recipiente III: A respiração da rã libera dióxido de carbono, aumentando a concentração dessa gás dentro desse recipiente, ficando o chumaço de algodão na cor amarela. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia]

No recipiente I, a radiação luminosa corresponde a 43 nm, as plantas recebem luz acima de seu ponto de

compensação e consomem o 2CO do meio para realizar a fotossíntese. Dessa forma, o chumaço de algodão

apresentará a cor roxa.

No recipiente II, a radiação luminosa equivalente a 600 nm fica abaixo do ponto de compensação dos vegetais. Assim

a taxa respiratória supera a fotossíntese e há produção de 2CO o que torna o chumaço de algodão amarelo.

No recipiente III, a rã respira liberando 2CO , fato que muda a cor do algodão para amarelo.

Resposta da questão 2: [B]

Na figura nota-se que a distância dada, 3m, corresponde a 1,5 comprimento de onda. Assim:

1,5 3 2m.λ λ

Aplicando a equação fundamental da ondulatória:

v 10v f f f 5 Hz.

2λ

λ

O intervalo de tempo ( t)Δ para o ponto P ir de um vale a uma crista é meio período e a distância percorrida nesse

tempo (d) é 0,8m. Então:



m m

T 1 1t t 0,1 s. d 0,8

2 2f 2 5 v v 8m/s.t 0,1

d 0,8m.

Δ Δ

Δ

Resposta da questão 3:

a) Dados: 8 15c 3 10 m/s; f 0,6 10 Hz.

Da equação fundamental da ondulatória: 8

7

15

c 3 10c f f 5 10 m.

0,6 10λ λ

λ

b) Dados: 15 15P 10 W; T 30 10 s.

15 15E PT 10 30 10 E 30J.

c) Dado: PL = 3 W.

L L L LL

E 30E P t t t 10s.

P 3Δ Δ Δ

d) Dado: 34 15h 6 10 J s; f 0,6 10 Hz.

19

34 15

E 30E Nhf N N 8,3 10 fótons.

hf 6 10 0,6 10

Resposta da questão 4: [D] Candidato 1: Sua afirmativa é falsa, pois a luz infravermelha é invisível pelo olho humano. Candidato 2: Afirmativa falsa, pois no vácuo, a velocidade das ondas eletromagnéticas tem o mesmo valor para qualquer frequência, ou seja, a velocidade da luz. Candidato 3: Afirmativa falsa, devido ao comprimento de onda da luz infravermelha ser maior que o comprimento de onda da luz vermelha. Logo, nenhum dos candidatos estavam corretos. Resposta da questão 5: [E]

A amplitude A e o comprimento de onda λ retira-se do gráfico:



A 1cm e 8 cmλ

Através da expressão da velocidade de uma onda em função da frequência, obtemos:

v fλ Então a frequência será:

v 32 m / sf 400 Hz

0,08 mλ

Resposta da questão 6: [D] Sabendo que: 1. f 60Hz, a onda irá repetir-se 60 vezes em um segundo.

2. Se trata-se de uma função seno, pode-se dizer que a cada ciclo sua amplitude assumirá valor igual a zero duas vezes.

Logo,

x f 2

x 60 2

x 120

Resposta da questão 7: [D]



A figura mostra a amplitude (A) e o comprimento de onda ( )λ .

Dessa figura:

2,4 A A 1,2 cm.

2

2 cm.

v 200 f f 10.000 Hz f 10 kHz.

0,02

λ

λ

Resposta da questão 8: [B] De acordo com a Lei de Planck, temos uma relação matemática entre a energia de uma onda eletromagnética e sua frequência:

E hf

onde E é a energia da onda (em J ou eV), h é a constante de Planck

34 15h 6,626 10 J s 4,136 10 eV s e f é a frequência da onda em Hz.

Dos fundamentos de ondulatória temos que a velocidade de uma onda é dada por:

v fλ

em que v representa a velocidade da onda, λ é o comprimento de onda e f é a frequência. Isolando a frequência da segunda equação e substituindo na primeira, temos uma nova equação que relaciona o comprimento de onda com a energia:

v h vE h

Eλ

λ

Usando a velocidade da luz no vácuo, 8v 3 10 m / s, temos:

15 86h v 4,136 10 eV s 3 10 m / s

1,7 10 mE 0,7 eV

λ λ λ




[D] Justificando as alternativas INCORRETAS: [A] As ondas eletromagnéticas não se propagam somente no vácuo, pois independem do meio para propagarem-se. [B] A condução é uma forma de transferência de calor e não um meio/forma de propagação de uma onda. [C] A convecção é uma forma de transferência de calor e não um meio/forma de propagação de uma onda. Resposta da questão 10:

Dados: 3v 340 m/s; f 60 kHz 60 10 Hz; t 2 s.Δ

O comprimento do inseto (L) é próximo ao comprimento de onda ( ).λ

3

3

v 340L L 5,7 10 m L 5,7 mm.

f 60 10λ

O comprimento (d) da caverna é igual à metade da distância percorrida pela onda em 0,2 s.

v t 340 0,2d d 34 m.

2 2

Δ

Resposta da questão 11: [E] Com os dados fornecidos no enunciado, podemos encontrar os dois comprimentos de onda.

Para o comprimento de onda da luz L,λ

8L

L 14L

6L

v 3 10

f 1 10

3 10 m

λ

λ

Para o comprimento de onda do som s,λ

ss 3

s

1s

v 320

f 1 10

3,2 10 m

λ

λ

Desta forma, podemos calcular a razão entre estes comprimentos de onda.

6L

1s

5L

s

3 10

3,2 10

10

λ

λ

λ

λ

Resposta da questão 12: [D]

Analisando a figura do enunciado, pode-se notar que do ponto A ao ponto B existem 3,5 comprimentos de onda.

Como o comprimento total AB(d ) é 28 cm, então:

AB3,5 d 28

8 cm

λ

λ



Utilizando a equação fundamental da ondulatória e os dados do enunciado, temos que:

v f

1v

T

1v 8

2,5

v 3,2 cm s

λ

λ

Resposta da questão 13: [B] Usando a equação fundamental da ondulatória, calculamos os comprimentos de ondas mínimo e máximo para a faixa UV-B.

89

mín mín15máx

89

máx máx14mín

c 3 10291 10 291 nm

f 1,03 10cc f

f c 3 10321 10 321 nm

f 9,34 10

λ λ

λ λ

λ λ

Assim: UV B(291 321) nm.λ

Nessa faixa, a curva de maior absorção corresponde ao filtro IV. Resposta da questão 14: [A]

Do gráfico, a amplitude é A 20 cm.

- O período é o inverso da frequência:

1 1T T 0,5 s.

f 2

- Ainda do gráfico, o comprimento de onda é.

20 cm 0,2 m.λ

Calculando a velocidade de propagação:

v f 0,2 2 v 0,4 m/s.λ

Resposta da questão 15: [B] A figura mostra as amplitudes e os comprimentos de onda das duas ondas.



[I] Incorreta. Como mostra a figura, P QA A .

[II] Correta. Como mostra a figura, P Q2 .λ λ

[III] Incorreta. A onda P tem a metade da frequência da onda Q.

QP Q P P Q Q Q P Q Q P

fv v f f 2 f f f .

2λ λ λ λ

Resposta da questão 16: [D] Da figura, o comprimento de onda, menor distância entre dois pontos que vibram em fase, é 4m.λ Supondo que 8 s seja o menor tempo para que o amigo esteja na posição mais elevada da onda, o período de oscilação é T = 8 s. Usando a equação fundamental da ondulatória:

4v v 0,5 m/s.

T 8

λ

Resposta da questão 17: [A] Calculando a velocidade de propagação:

S 5v v 0,5 m/s.

t 10

Δ

Δ

A distância entre duas cristas sucessivas é igual ao comprimento de onda ( ).λ Pela equação fundamental da

ondulatória:

40cm 0,4 m.

v 0,5v f f f 1,25 Hz.

0,4

λ

λλ


a) Dados: aP 1.400W; 50% 0,5; 20 C; m 100g; c 4,2J / g C.η Δθ

Calculando a potência útil:

U T UP P 0,5 1.400 P 700 W.η



Da expressão da potência térmica:

aU

U U

m cQ Q 100 4,2 20P t t

t P P 700

t 12 s.

ΔθΔ Δ

Δ

Δ

b) Dados: L = 30 cm; 8v c 3 10 m / s

Observando a figura dada, concluímos que entre as paredes cabem 2,5 comprimentos de onda. Assim:

2302,5 L 12 cm 12 10 m.

2,5λ λ λ

Da equação fundamental da ondulatória:

810 9

2

v 3 10v f f 0,25 10 Hz 2,5 10 Hz

12 10

f 2,5 GHz.

λλ

Resposta da questão 19: [A] [V] A camada da atmosfera responsável pela reflexão das ondas de rádio é a ionosfera. [V] Ambas são ondas eletromagnéticas. [F] As ondas de rádio propagam-se esfericamente, diminuindo sua intensidade por unidade de área abrangida à medida que se afastam da fonte emissora. Resposta da questão 20: [C] Dados: f = 120 Hz; L = 1,2 m. Da figura:

3 2 L 2 1,2L 0,8 m.

2 3 3

v f 0,8 120 v 96 m/s.

λλ

λ


A menor distância (d) entre dois pontos de amplitude máxima é o próprio comprimento de onda ( ).λ Da equação

fundamental da ondulatória:

v 340d d 34 m.

f 10λ

Resposta da questão 22: [A] Aplicando a equação fundamental da ondulatória:



814

9

c 3 10c 6,6 10 Hz.

450 10λ ν ν ν

λ

Resposta da questão 23: [B] Da equação fundamental da ondulatória:

83

11

v 2 10v f 2 10 0,002 m.

f 10λ λ λ


Dados: c = 83 10 m/s; f = 40 MHz = 74 10 Hz.


8

7

v 3 10 7,5 m.

f 4 10λ λ


Dados: 9 8f 2,4 GHz 2,4 10 Hz; c 3 10 m / s; e 1% .λ


8

9

c 3 10c f 0,125 m 125 mm.

f 2,4 10λ λ

O espaçamento da grade é:

1 125e e 1,25 mm.

100 100λ

Resposta da questão 26: [A] De acordo com o enunciado:

40 cm 0,4 m

v f 0,4 0,5 v 0,2 m/s.osc 30 oscf 30 0,5 Hz

min 60 s

λ λ

λ

Resposta da questão 27: [E]



A figura destaca a amplitude (A) e o comprimento de onda ( ) :λ

A = 5 cm e 40cm 0,4m.λ


v 2v f f f 5 hertz.

0,4λ

λ

Resposta da questão 28: [B] Na telefonia são empregadas micro-ondas, que são ondas eletromagnéticas. Resposta da questão 29: [A] Nas ondas transversais a vibração ocorre perpendicularmente à direção. Nas ondas longitudinais a vibração ocorre na direção de propagação. Resposta da questão 30: [C] Sendo a distância entre duas pessoas igual a 80 cm = 0,8 m, havendo 16 pessoas (15 espaços) em cada período de oscilação, o comprimento de onda é:

15 0,8 12 m.λ λ

Da equação fundamental da ondulatória temos:

45 12,5v f 12 f f

3,6 12

f 1,04 Hz.

λ

escola de aplicação dr. alfredo josé balbi prof. thomaz...

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