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5/27/2018 Exerc cios ondas.pdf

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QUESTES CORRIGIDAS PROFESSOR Rodrigo enna

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QUESTES CORRIGIDASONDAS

NDICE

ONDAS: CONCEITOS BSICOS 1

EQUAO DE ONDA: V = .F 7FENMENOS ONDULATRIOS 12

ONDAS: CONCEITOS BSICOS

1. (UFMG 2006) Enquanto brinca, Gabriela produz uma onda transversal em uma corda esticada. Em certoinstante, parte dessa corda tem a forma mostrada nesta figura:

A di reo de propagao da onda na corda tambm est indicada na figura. Assinale a alternat iva em queesto representados CORRETAMENTE a direo e o sentido do deslocamento do ponto P da corda, noinstante most rado.

CORREO


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O bom senso ajuda, neste caso, alm de se conseguir imaginar a onda se propagando na

corda. Veja na ilustrao abaixo a onda alguns instantes depois do mostrado na figura. Traando umavertical na direo de P, vemos que o ponto estar acima de onde se encontrava. Assim, P estsubindo no instante mostrado na questo!

OPO: B.

2. (UFMG-2000) Uma onda de rdio emitida por uma estao transmissora erecebida por um aparelho receptor situado a alguns quilmetros de distncia.Para que ocorra a propagao da onda de rdio, entre a estao transmissora e o

aparelho receptor;a) No necessrio a presena de um meio material.b) Deve existir um meio material qualquer.c) Deve existir um meio material que contenha eltrons livres.d) Deve existir um meio material que contenha ftons.

CORREO

Para uma onda de rdio, eletromagntica, se propagar, no necessria a presena denada. Tanto que os astronautas, no vcuo do espao, se comunicam com a Terra.

OPO:A.

3. (UFMG/2000-modificada) A figura Imostra, em um determinado instante de tempo, uma molana qual se propaga uma onda longitudinal. Uma rgua de 1,5 m est colocada a seu lado.


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Figura I

A figura IImostra como o deslocamento de um ponto P da mola, em relao a sua posio deequilbrio, varia com o tempo.

Figura II

Qualo comprimento de onda e o perodo T desta onda?=T =

CORREOOs dados so tirados diretamente da figura, lembrando que comprimento de onda o tamanho

de um ciclo e perodo o tempo de um ciclo.= 0,5 m.T = 0,2 s.

4. (UFMG/08) Quando, em uma regio plana e distante de obstculos, se ouve o som de um avio voando,parece que esse som vem de uma direo diferente daquela em que, no mesmo instante, se enxerga o avio.

Considerando-se essa situao, CORRETO afirmar que isso ocorre porqueA) a velocidade do avio maior que a velocidade do som no ar.B) a velocidade do avio menor que a velocidade do som no ar.C) a velocidade do som menor que a velocidade da luz no ar.D) o som uma onda longitudinal e a luz uma onda transversal.

CORREO

Outra questo conceitual sobre Ondas, esta bem manjada.Por que vemos primeiro o raio e depois ouvimos o trovo? Ora, eles se originam juntos, mas a

luz se move no ar a aproximadamente 3.10 8m/s, enquanto o som se move a apenascerca de 340m/s!

Conseguimos enxergar um avio distante vrios kilmetros. Ver depende da luz, muito rpida.

Agora, ouvir o barulho das turbinas depende do som, bem mais lento, que por isto custaa chegar.E assim parece que o som vem de outro lugar, pois o avio j vai voando mais frente ...Questo simples, e fcil.

OPO: C.


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5. A figura abaixo mostra ondas se propagando na gua.

CLASSIFIQUE estas ondas em Transversais ou Longitudinais e em Mecnicas ouEletromagnticas.

CORREO

Enquanto cada ponto da gua sobe e desce, a onda se propaga para frente, logo as ondas soTransversais. Como esto se movendo em um meio, a gua, so ondas Mecnicas.

6. EXPLIQUE o que diferencia uma onda Transversal de uma onda Longitudinal.

CORREO

A direo de vibrao em relao propagao. Na onda Transversal, a vibrao se d

perpendicularmente propagao e numa onda Longitudinal, a vibrao ocorre na mesmadireo de propagao. Observem os exemplos abaixo, retirados de um site muito interessante,que recomendo, da Universidade Estadual de Maring: http://www.pet.dfi.uem.br/. O melhor ver a animao, e no a figura parada.

7. (SP C1 H1) (UNIPAC)A figura abaixo representa a fotografia de uma onda que se propaga para a esquerdacom velocidade 15 cm/s.


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Pode-se afirmar que a amplitude, afreqnciae o comprimento de ondadesta onda valem, respectivamente:

a) 5 cm; 1,0 Hz; 15 cmb) 10 cm; 1,0 Hz; 15 cmc) 5 cm; 0,5 Hz; 30 cmd) 10 cm; 0,5 Hz; 30 cm

CORREOConceitos bsicos de onda. Vou marcar na figura aAmplitude Ae o comprimento deonda . Veja.

No visual, a amplitude mede 5 cmemede 30 cm.

Deixo voc, com o dado davelocidade, utilizar a equao daonda e calcular a freqncia.

OPO: C.

8. (UFMG/2010) Na Figura I, esto representados os pulsos P e Q,que esto se propagando em uma corda e se aproximam um do outrocom velocidades de mesmo mdulo.

Na Figura II, est representado o pulso P, em um instante t, posterior, caso eleestivesse se propagando sozinho.


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A partir da anlise dessas informaes, assinale a alternativa em que a forma da corda no instante t est CORRETAMENTErepresentada.

CORREO

Boa questo sobre Ondas. Cuja soluo pode ser feita imaginando a sobreposio dasduas, que iro se encontrar. Mas, o melhor ver, ou seja,desenhar. Os diagramas, inclusive, vieram prontos paraisto!

Note que em t o pulso P, cujo centro estava em30, se moveu para 60. Como o outro pulso, em sentidocontrrio, tem a mesma velocidade, vir para o ponto80, andando 30 para trs. O novo desenho, ento, ficarcomo mostrado.

Observando o que ocorre, os dois picos

claramente ainda no se encontraram . Mas, o inciodas duas ondas comeou a se sobrepor. Num ponto que, no olhmetro seria algo como 0,8quadradinho da escala vertical. Logo, neste ponto, haver duas ondas: 0,8x2 = 1,6 quadradinhos.Teremos uma amplitude igual a 1,6no ponto 70 da escala horizontal. Fazendo a soma, vemosaletra D.

OPO: D.


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EQUAO DE ONDA: v = .f

9. (Fuvest/2002) Radiaes como Raios X, luz verde, luz ultravioleta, microondas ouondas de rdio, so caracterizadas por seu comprimento de onda () e por suafreqncia (f).Quando essas radiaes propagam-se no vcuo, todas apresentam o mesmovalor paraa) b) fc) . fd) / f

CORREO

Todas as radiaes citadas so ondas eletromagnticas, que se propagam no vcuocom a mesma velocidadec. Como v = . f ...

OPO: C.

10. (UFMG/97)Um menino caminha pela praia arrastando uma vareta. Uma daspontas da vareta encosta na areia e oscila, no sentido transversal direo domovimento do menino, traando no cho uma curva na forma de uma onda, comomostra a figura.

Uma pessoa observa o menino e percebe que a freqncia de oscilao da pontada vareta encostada na areia de 1,2 Hz e que a distncia entre dois mximosconsecutivos da onda formada na areia de 0,80 m. A pessoa conclui ento quea velocidade do menino


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A) 0,67 m/s.B) 0,96 m/s.C) 1,5 m/s.D) 0,80 m/s.

CORREO

A resposta vem da famosa equao da onda: vaca lambe farinha! v = f . E,lembre-se, a distncia entre dois mximos consecutivos um comprimento deonda .

v = 0,8.1,2 = 0,96 m/s .

OPO: B.

11.Uma onda obedece seguinte equao: (Obs: este tipo de questo mais comum em MHS.RP)

X = 3 (cos 4t + 20) (Unidades SI)

Responda: qual a amplitude e avelocidade angular desta onda?A ==

CORREO

A equao da onda : X = A (cos t + o) . Por comparao A = 3 m.= 4 rad/s.

12. (UFMG/2007) Bernardo produz uma onda em uma corda, cuja forma, em certo instante,

est mostrada na FiguraI.Na Figura II, est representado o deslocamento vertical de um ponto dessa corda em funo dotempo.


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Considerando-se essas informaes, CORRETO afirmar que a velocidade depropagao da onda produzida por Bernardo, na corda, deA) 0,20 m/s .B) 0,50 m/s .C) 1,0 m/s .D) 2,0 m/s .

CORREO

Conceitos bsicos de Ondas e aplicao da equao: V = .f (a famosa vaca lambe farinha).Quanto ao comprimento de onda , tamanho de um ciclo, tiramos do primeiro grfico:

J o Perodo, inverso da freqncia (T=1/f), que o tempo de um ciclo, temos do segundogrfico:

= 62,5-12,5=50 cm=0,5 m


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A conta:

0,5. 1,0

0,5

mv f

T s

= = = =

.

Como sempre na primeira e quase sempre na segunda etapa, uma continha bem simples. Nomximo, uma certa dificuldade para se ler os valores no grfico, mas, treinamento bsico...

OPO: C.

13. Uma rdio FM tem freqncia de 100 MHz. Considere a velocidade da luz no ar igual a3.108m/s. Calcule o comprimento de onda desta rdio.

CORREO

Aplicao direta da frmula: v = .f . Calculando e lembrando que M = mega = 106 :

83.10v

f = =

6100.103 m=

.

14. (SP C1 H1) (PUC-MG)Em Belo Horizonte h trs emissoras de rdio, que esto listadas abaixo, juntamentecom as freqncias de suas ondas portadoras, que so de natureza eletromagntica.

Emissora Freqncia (kHz)Rdio Amrica

Rdio AtalaiaRdio Itatiaia

750

950610

(Dado: velocidade da luz = c = 3,0 x 108m/s)

Assinale a alternativa que contm os comprimentos de onda dessas ondas portadoras, NA MESMA ORDEM em que foramapresentadas (Amrica, Atalaia e Itatiaia):

a) 316 metros, 400 metros e 492 metros.b) 316 metros, 492 metros e 316 metros.c) 492 metros, 316 metros e 400 metros.d) 400 metros, 316 metros e 492 metros.

T=0,625-0,125=0,50 s


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CORREOAplicao direta da equao da onda, a famosa vaca lambe farinha: V = f. Bastacalcular a primeira. Vejamos por que.

83.10c

f = =

4

75 0 3.10

300=

4

00

75400Hz= .

Alm de j ter sobrado s uma opo,como as ondas de rdio tm a mesma velocidade, a da luz, ade maior freqncia ter o menor comprimento de onda, e vice-versa.

OPO: D.


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FENMENOS ONDULATRIOS

15. Um pulso de onda se propaga em uma corda com a extremidade livre comona figura abaixo.

Escolha entre as opes abaixo aquela que representa corretamente o pulsoapsser refletido.

a)

b)

c)

d) o pulso totalmente absorvido.

CORREO

Como se pode observar com uma mola ou uma corda, o que ocorre que pulso sereflete sem inverso de fase.

OPO:A.


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16. A figura abaixo representa uma frente de ondas plana se movendo para adireita e atravessando dois orifcios.

De acordo com a figura, os fenmenos ondulatrios representados so:

a) efeito Doppler e interferncia.b) difrao e interferncia.c) ressonncia e difrao.d) refrao e reflexo.

CORREO

O desenho mostra difrao, quando a onda se espalha, muda sua direo depropagao ao atravessar os dois orifcios e interferncias, quando as ondas idnticas,espalhadas nos orifcios, se sobrepe.

OPO: B.

17.A figura abaixo foi retirada de uma animao disponvel no site da Universidade Estadual de

Maring para mostrar fenmenos ondulatrios. Ela representa uma frente de ondas luminosaincidindo na interface que separa uma camada de ar (superior) de outra de diamante (inferior).


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Crditos: http://www.pet.dfi.uem.br/anim_show.php?id=33.

a) Diga quais fenmenos ondulatriosesto representados na figura.b) Em qual meio o comprimento de ondada luz maior?

CORREO

a) A figura mostra reflexo e refrao.

b) Tambm visvel na figura, o comprimento de onda maior no ar(meio da parte de cima).

18. (PUC)Na figura abaixo est representado o fenmeno da interferncia deondas em um recipiente contendo gua. As duas fontes geradoras so idnticas,harmnicas e sincronizadas. Em relao a esse fenmeno, assinale a afirmativaINCORRETA:


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a) No ponto A ocorre interferncia construtiva, e o ponto de dupla crista.b) No ponto B a interferncia construtiva, e o ponto de duplo vale.c) No ponto C no ocorre interferncia, e o ponto permanece em repouso.d) A seta MP indica uma regio nodal. Nessa linha, cristas vales se sobrepem.

CORREO

O ponto C est sobre uma crista e no meio de duas cristas da outra onda (vale), logo,crista+vale=interferncia destrutiva.

OPO: C.

19.(UFMG/2006) (Constituda de dois itens.)

Em uma loja de instrumentos musicais, dois alto-falantes esto ligados a um mesmoamplificador e este, a um microfone. Inicialmente, esses alto-falantes esto um ao lado do

outro, como representado, esquematicamente, nesta figura, vistos de cima:

Ana produz, ao microfone, um som com freqncia de 680 Hz e Jos Guilherme escuta o somproduzido pelos alto-falantes.Em seguida, um dos alto-falantes deslocado, lentamente, de uma distncia d, em direo aJos Guilherme. Este percebe, ento, que a intensidade do som diminui medida que essealto-falante deslocado.1. EXPLIQUE por que, na situao descrita, a intensidade do som diminui.

2. DETERMINE o deslocamento d necessrio para que Jos Guilherme oua o som produzidopelos alto-falantes com intensidade mnima.

CORREO

1. O Professor Jos Guilherme, portugus muito boa praa, foi meu professor em Fsica I!Lembro-me perfeitamente de suas aulas: claro que eu s fao os exemplos fceis, pois deixo osdifceis para vocs!, com aquele sotaque tpico! tima poltica pedaggica, que eu tambm adotei!

Trata-se de um fenmeno chamado Interferncia, e como a intensidade do som diminui, umainterferncia destrutiva.

Digamos que os dois sons estivessem chegando aos ouvidos do Professor um poucodefasados, como abaixo.


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Seriam audveis. Na questo, os sons saem juntos, e chegariam exatamente crista com crista.

medida que o auto-falante se desloca, ocorre o seguinte:

Chegam a crista de uma com o vale da outra, as ondas se anulam e a intensidade do som vaidiminuindo, at sumir...

2. A intensidade mnima foi o que desenhei: crista com vale. Para tanto, a diferena decaminho para as duas ondas deveria ser igual a meio comprimento de onda !

Podemos calcular o comprimento de onda atravs da equao de onda, v = f, a famosavaca lambe farinha, e sabendo que a velocidade do som no ar de 340 m/s, dado alis fornecido noincio da prova, e que todo bom aluno sabe at de cor!

mmf

vfv 500

680

340. ====

Observe que escolhi a unidade pelos

significativos. Terminando, e lembrando que a diferena de , d = 250mm.

20. (UFVJM/2006) O carter ondulatrio do som pode ser utilizado para eliminao total ouparcial de rudos indesejveis. Para isso, microfones captam o rudo do ambiente e o enviama um computador programado para analis-lo e emitir um sinal ondulatrio que anule o rudooriginal indesejvel.O fenmeno ondulatrio, no qual se fundamenta essa nova tecnologia, DENOMINA-SE


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A) difrao.B) interferncia.C) polarizao.D) reflexo.

CORREO

Lembro de ter visto reportagem sobre esta aplicao: som destruindo som e gerando silncio.Trata-se de Interferncia. Particularmente, Destrutiva. Ilustrao:

Quando duas ondas se encontram no mesmo local, na mesma hora, crista com crista e valecom vale, o resultado nada! Silncio!

OPO: B.

21. (UFVJM/2007) Considerando os fenmenos ondulatrios e suas denominaes, abaixoapresentados, estabelea a devida correspondncia entre as colunas IeII.

Coluna I Coluna II

1. Reflexo ( ) passagem2. Refrao ( ) retorno3. Difrao ( ) sintonia4. Polarizao ( ) contorno

5. Ressonncia ( ) seleo

De acordo com a correspondncia estabelecida entre as duas colunas, a seqncia numricaCORRETA A) 2, 1, 4, 3, 5B) 1, 2, 3, 4, 5C) 2, 1, 5, 3, 4D) 3, 4, 2, 1, 5

CORREO

Bem, basta conhecer a fazer a associao direta entre as palavras e seus conceitos, todossobre Ondas. Algo assim: Reflexo: bate e volta, ou seja, retorna. Refrao: passade um meio transparente quela onda para outro.

=+SILNCIO!


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Difrao: espalha ou contornaobstculos. Polarizao: s deixa passar um tipo de onda, quer dizer, seleciona. Ressonncia: vibra na mesma freqncia, ou entra em sintonia.

OPO: C.

22. (FUVEST/2006) Duas hastes, A e B, movendo-severticalmente, produzem ondas em fase, que se propagam nasuperfcie da gua, com mesma freqncia f e perodo T,conforme a figura. No ponto P, ponto mdio do segmento AB,uma bia sente o efeito das duas ondas e se movimenta paracima e para baixo. O grfico que poderia representar odeslocamento vertical y da bia, em relao ao nvel mdio da

gua, em funo do tempo t,

CORREO

Questo muito interessante, e que engana bem ao aluno! Note que o ponto em que abia est bem no meio das duas fontes de onda! Bem no meio, sempre haver umainterferncia construtiva, pois as ondas esto em fase!

Assim, chegaro sempre juntas duas cristas e dois vales, e a bia sobe e desce aosabor das ondas... Claro, com o mesmoperodo das originais.

OPO: D.


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23. (UFMG/2009)Numa aula no Laboratrio de Fsica, o professor faz, para seus alunos, a experincia que sedescreve a seguir. Inicialmente, ele enche de gua um recipiente retangular, em que h duas regies Ie II,de profundidades diferentes. Esse recipiente, visto de cima, est representado nesta figura:

No lado esquerdo da regio I, o professor coloca uma rgua a oscilar verticalmente, com freqncia constante,de modo a produzir um trem de ondas. As ondas atravessam a regio I e propagam-se pela regio II, atatingirem o lado direito do recipiente. Na figura, as linhas representam as cristas de onda dessas ondas. Dois dos

alunos que assistem ao experimento fazem, ento, estas observaes: Bernardo: A freqncia das ondas na regio I menor que na regio II. Rodrigo: A velocidade das ondas na regio I maior que na regio II.

Considerando-se essas informaes, CORRETO afirmar queA) apenas a observao do Bernardo est certa.B) apenas a observao do Rodrigo est certa.C) ambas as observaes esto certas.D) nenhuma das duas observaes est certa.

CORREO

As ONDAS, uma questo muito tpica, que costuma ser comentada em sala e envolveRefrao, embora a princpio no parea. Mas, a onda encara a mudana de profundidade dapiscina como uma mudana de meio de propagao.

No decoreba, durante a refrao a freqncia f permanece constante. Pensando, se a rgua batida na gua, por exemplo, 3 vezes, formando 3 pulsos de onda numa parte da piscina, na outraparte chegam os mesmos 3 pulsos. E, a definio de freqncia esta: nmero de ciclos queocorrem num intervalo de tempo.

As ondas foram representadas de uma forma muito comum, com cada trao marcando aposio de uma crista. Porm, acho mais visualobservar a piscina de lado...


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1 2Como f = constante ev = .f v . Ou seja, avelocidade passa a ser visvel nocomprimento de onda, pois soproporcionais . A questo no

abordava isto, porm inclusivedesenhei a veloci-dade maior na parte maisprofunda, o que correto.

OPO: B.

24. (UFMG/96) (CF C1 H1) Observe a figura que representa duas cordas, sendo a da esquerda menos densa quea da direita.

Uma onda transversal se propaga da corda 1para a corda 2. Na corda da esquerda, a velocidade v1, o comprimento de onda 1e a freqncia f1. Na corda da direita, essas grandezas so v2, 2e f2, respectivamente. Pode-se afirmar que

A) f1= f2 e v1v2 B) 1= 2 e v1= v2 C) v1= v2 e f1f2D) f1 = f2e 1= 2

CORREO

Quando a onda passa de uma para outra corda, ela sente uma mudana de material,sofrendo um processo de Refrao. um problema semelhante a outro, o da piscinarasa e funda...Durante a Refrao, a frequncia permanece constante. E, at de acordo com a Leide Snell, a velocidade da onda muda. Da equao da onda, V = f, se a velocidademuda e a frequncia no, o comprimento de onda tambm obrigado a mudar.

OPO:A.

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