Noção de Onda

Onda mecânica

Onda eletromagnética

Exercícios propostos:

1.(FUVEST-2010) – Um estudo de sons emitidos por instrumentos musicais foi realizado, usando-se um microfone ligado a um computador. O gráfico abaixo, reproduzido da tela do monitor, registra o movimento do ar captado pelo microfone, em função do tempo, medido em milissegundos, quando se toca uma nota musical em um violino.



Consultando a tabela acima, pode-se concluir que o som produzido pelo violino era o da nota :
a) dó.
b) mi.
c) sol.
d) lá.
e) si.
1 ms = 10-3 s

2. (UDESC) – Analise as afirmações abaixo, com relação às ondas eletromagnéticas.
I. Os raios gama são radiações eletromagnéticas de frequência maior do que a da luz visível.
II. As micro-ondas são ondas eletromagnéticas que se propagam, no ar, com velocidade maior do que as ondas de rádio.
III.Os campos elétrico e magnético em uma radiação infravermelha vibram paralelamente à direção de propagação da radiação. Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
b) Somente a afirmativa II é verdadeira.
c) Somente a afirmativa III é verdadeira.
d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
e) Somente a afirmativa I é verdadeira.

3.(UFSM-RS) – Uma das aplicações dos raios X é na observação dos ossos do corpo humano. Os raios X são obtidos quando elétrons, emitidos por um filamento aquecido, são acelerados por um campo elétrico e atingem um alvo metálico com velocidade muito grande. São feitas as seguintes afirmações sobre os raios X:
I) Os raios X são ondas eletromagnéticas longitudinais.
II) No vácuo, a velocidade de propagação dos raios X é igual à velocidade de propagação da luz visível.
III) Os raios X têm frequências menores do que a da luz visível. Está(ão) correta(s): a) apenas I.
b) apenas II.
c) apenas III.
d) apenas I e II.
e) apenas II e III.

4. (UEMS) – Um garoto, em meio a uma forte tempestade, impressionado com o barulho dos trovões, resolve calcular a distância entre ele e o local onde são produzidos os estrondos sonoros. Para esse cálculo, observa que, entre a percepção da luz do raio e do barulho do trovão, passam-se 3 segundos. Além disso, lembra-se de que a velocidade do som e a velocidade da luz valem, respectivamente, 340m/s e 3 .108m/s. Assinale a alternativa que expressa o resultado aproximado encontrado pelo garoto.
a) 340m
b) 1020m
c) 1360m
d) 2040m
e) 3 .108m

5.(UEG-2010-MODELO ENEM) – Todos os métodos de diagnose mé dica que usam ondas ultrassônicas se baseiam na reflexão do ultrassom nas interfaces (superfícies de separação entre dois meios) ou no Efeito Doppler produzido pelos movimentos dentro do corpo. A informação diagnóstica sobre a profundidade das estruturas no corpo pode ser obtida enviando um pulso de ultrassom através do corpo e medindo-se o intervalo de tempo entre o instante de emissão do pulso e o de recepção do eco. Uma das aplicações do Efeito Doppler é examinar o movimento das paredes do coração, principalmente dos fetos. Para isso, ondas ultrassônicas de comprimentos de onda de 0,3mm são emitidas na direção do movimento da parede cardíaca. Como boa aproximação, a velocidade do ultrassom no corpo humano vale 1500 m/s. Num exame oftalmológico, detectou-se um eco proveniente de um elemento estranho no humor vítreo. O intervalo de tempo entre o pulso emitido e o eco recebido foi de 0,01 ms. A que distância da córnea se localiza o corpo estranho?
a) 0,45 cm
b) 0,55 cm
c) 0,65 cm
d) 0,75 cm

6.(UERJ) – Em nosso planeta, ocorrem diariamente eventos sísmicos, provocados por diversos fatores. Observe o esquema mostrado na figura abaixo, em que um desses eventos, representado pelo raio sísmico e produzido pela fonte sísmica, atravessa três regiões geológicas distintas – o oceano, o platô e o continente – e chega à estação sismológica, onde é registrado por equipamentos adequados.



Considere do, dp e dc as distâncias percorridas pelo evento sísmico, respectivamente, no oceano, no platô e no continente, e Vo, Vp e Vc as velocidades médias correspondentes a cada um desses trechos. Assim, a razão entre a distância total percorrida pelo evento sísmico e a velocidade escalar média ao longo de toda sua trajetória equivale a:



4.Um surfista flutua com uma prancha em uma certa praia. A cada 5 segundos, o surfista percebe que, devido às ondas, ele sobe, e depois desce, 1,0m acima, e depois abaixo, do nível normal do mar. Assim, pode-se concluir que a amplitude e a frequência das ondas do mar naquele local valem, respectivamente:
a) 0,50m e 0,20Hz;
b) 1,0m e 0,20Hz;
c) 1,0m e 5,0Hz;
d) 2,0m e 0,20Hz;
e) 2,0m e 5,0Hz.

Equação fundamental da Ondulatória

Exercícios propostos:

1.(MACKENZIE-SP-2010) – A figura abaixo ilustra uma onda mecânica que se propaga em um certo meio, com frequência 10 Hz.



A velocidade de propagação dessa onda é :
a) 0,40 m/s
b) 0,60 m/s
c) 4,0 m/s
d) 6,0 m/s
e) 8,0 m/s


2.(PUC-SP-2010) – O fone de ouvido tem-se tornado cada vez mais um acessório “indispensável” para os adolescentes que curtem suas músicas em todos os ambientes e horários. Antes do advento do iPod e outros congêneres, para ouvir as músicas da parada de sucessos, os jovens tinham de carregar seu radinho portátil sintonizado em FM (frequência modulada). Observando o painel de um desses rádios, calcule a razão aproximada entre o maior e o menor comprimento de onda para a faixa de valores correspondentes a FM.
a) 0,81
b) 0,29
c) 1,65
d) 0,36
e) 1,23



3.A figura representa o perfil da superfície da água do mar num determinado instante. Um observador em repouso aciona o seu cronômetro quando uma primeira crista passa por ele e trava o dispositivo um minuto depois, no instante em que a sétima crista passa por ele.



A amplitude das ondas bem como sua velocidade de propagação valem, respectivamente:
a) 4,0m e 0,60m/s
b) 2,0m e 0,60m/s
c) 2,0m e 1,2m/s
d) 4,0m e 1,2m/s
e) 1,0m e 0,60m/s

Reflexão de ondas (noções):

Exercícios propostos:

1.(FUVEST) – Ondas retas propagam-se na superfície da água com velocidade de módulo igual a 1,4 m/s e são refletidas por uma parede plana vertical, na qual incidem sob o ângulo de 45°. No instante t0 = 0, uma crista AB ocupa a posição indicada na figura.




a) Depois de quanto tempo essa crista atingirá o ponto P, após ser refletida na parede?
b) Esboce a configuração dessa crista quando passa por P.

2.(FUVEST) – Provoca-se uma perturbação no centro de um recipiente quadrado contendo líquido, produzindo-se uma frente de onda circular. O recipiente tem 2,0m de lado e o módulo da velocidade da onda é de 1,0m/s. Qual das figuras abaixo melhor representa a configuração da frente de onda, 1,2 segundo após a perturbação?



3. A figura a seguir representa um pulso que se propaga em uma corda elástica e não absorvedora de energia com velocidade ,em módulo, igual a V e comprimento de onda igual a λ , que sofrerá reflexão no ponto A:



Faça um esboço da onda refletida considerando-se a corda fixa e a corda livre no ponto A .Indique em cada esboço o sentido de movimento do pulso, o módulo de sua velocidade e o comprimento de onda.

Refração de ondas

Exercícios propostos:

1.Uma fonte sonora, capaz de emitir som em uma única direção, foi fixada a uma fonte de laser, como mostra a figura abaixo.O conjunto foi ajustado para que a emissão de som e luz se faça em uma única direção. Considere que tal aparelho foi utilizado para lançar, sobre a superfície da água, som e luz com um mesmo ângulo de incidência. Qual das figuras a seguir melhor representa as trajetórias da luz e do som quando passam do ar para a água?



2.Um vibrador produz ondas planas na superfície de um líquído com frequência f1 = 10Hz e comprimento de onda λ1= 28cm. Ao passarem do meio I para o meio II, como mostra a figura, foi verificada uma mudança na direção de propagação das ondas.No meio II, os valores da frequência e do comprimento de onda serão, respectivamente, iguais a:




a) 10Hz; 14cm
b) 10Hz; 20cm
c) 10Hz; 25cm
d) 15Hz; 14cm
e) 15Hz; 25cm

3.Considere a velocidade da luz no vácuo e no ar igual a 3,0.108 m/s. Um feixe de luz monocromática de comprimento de onda igual a 600nm, propagando-se no ar, incide sobre um bloco de vidro, cujo índice de refração é 1,5. O comprimento de onda e a frequência do feixe que se propaga dentro do vidro são, respectivamente:(Considere o índice de refração do ar igual a 1,0)
a) 400nm e 5,0 .1014Hz
b) 400nm e 7,5 .1014Hz
c) 600nm e 5,0 .1014Hz
d) 600nm e 3,3 .1014Hz
e) 900nm e 3,3 .1014Hz

Noções sobre interferência de ondas

Exercícios propostos:

1. (UNICAMP) – A figura representa dois pulsos transversais de mesma forma, que se propagam em sentidos opostos, ao longo de uma corda ideal, longa e esticada. No instante t = 0, os pulsos encontram-se nas posições indicadas : Esboçar a forma da corda:
a) no instante t = 1s;
b) no instante t = 2s.

2. A figura abaixo representadas ondas produzidas por duas fontes, F e G, que vibram na superfície de um líquido. X, Y e Z são pontos da su perfície do líquido. As circunferências indicam cristas. Considere que na região indicada não há amortecimento das ondas. Se x, y e z são as amplitudes de vibração da água nos pontos X, Y e Z, qual das seguintes relações está correta?




a) x = y = z
b) x > y > z
c) x = y > z
d) x < z e x < y
e) x < y < z

3. Dois pulsos triangulares, P1 e P2, propagam-se ao longo de uma corda horizontal, elástica e não-absorvedora da energia dos pulsos, conforme ilustra o esquema.Represente a onda resultante no instante em que os picos de P1 e de P2 estiverem alinhados segundo a mesma vertical.



Batimento

Ressonância

Difração

Exercícios propostos:

1. (FATEC) – A figura abaixo representa o efeito resultante da superposição de duas ondas de frequências ligeiramente diferentes.



Quando se trata de ondas sonoras, esse efeito origina um fenômeno característico, denominado:
a) difração.
b) refração.
c) batimento.
d) ressonância.
e) eco.

2. . A figura a seguir, representa o diapasão e a tecla do piano que ao ser acionada emitem sons de mesma intensidade e frequências próximas, que por sua vez são captados por um microfone conectado a um osciloscópio . O piano estará afinado com o diapasão quando emitirem notas com a mesma frequência,neste momento, não haverá mais o fenômeno do(a) :




a) interferência.
b) polarização.
c) batimento.
d) efeito Doppler-Fizeau.
e) efeito Joule.

3. Dois diapasões, um nas proximidades do outro, emitem, simultaneamente, notas de mesma amplitude e de frequências iguais a 256Hz e 258Hz, respectivamente. A sensação audível de uma pessoa nas proximidades será:
a) uma dissonância (nota desafinada).
b) duas notas separadas de mesma intensidade.
c) uma nota de intensidade variável.
d) uma nota de 514Hz e de intensidade constante.
e) uma nota de 257Hz e de intensidade constante.

4. Quando um instrumento emite certas notas, alguns objetos vizinhos põem-se a vibrar. Este fenômeno é devido:
a) ao batimento.
b) à onda estacionária.
c) à ressonância.
d) à interferência destrutiva.
e) à difração.

5. Duas cordas de violão foram afinadas de modo a emitir a mesma nota musical. Golpeando-se uma delas, observa-se que a outra também oscila, embora com menor intensidade. Este fenômeno é conhecido por:
a) batimento.
b) interferência.
c) polarização.
d) ressonância.
e) amortecimento.

6. Qualquer uma das pessoas da figura ouve perfeitamente o que a outra diz (praticamente como se a parede não existisse), mas uma não vê a outra. O motivo é que:




a) o som é uma onda longitudinal, enquanto a luz é onda transversal.
b) o som é uma onda mecânica, enquanto a luz é onda eletromagnética.
c) o som se propaga mais rápido que a luz.
d) o som difrata-se menos que a luz, chegando quase totalmente ao ouvinte.
e) o comprimento de onda do som que a pessoa emite é muito maior que o da luz.

7. Aponte a alternativa correta:
a) Difração é o fenômeno que consiste em ondas passar de um meio para outro diferente.
b) A difração é um fenômeno apresentado exclusivamente por ondas sonoras e luminosas.
c) A difração pode ser explicada pela Teoria Corpuscular de Newton.
d) Em idênticas condições, os sons graves difratam-se mais que os agudos.
e) As sete cores do espectro luminoso (vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta) difratam-se de modo igual em uma mesma fenda.

8. (UFRN) – Na figura a seguir, estão representados uma fonte pontual de luz F, um anteparo opaco com um orifício O de 2mm de diâmetro e uma tela. O diâmetro da região iluminada da tela é maior do que 4mm.



Qual é o fenômeno que explica o fato de a região iluminada ter um diâmetro maior do que 4mm, considerando-se que o ar ambiente é homogêneo?
a) reflexão
b) refração
c) difusão
d) dispersão
e) difração

Ondas estacionárias

Exercícios propostos:

1.(UNICEB) – As ondas estacionárias em uma corda vibrante resultam dos fenômenos:
a) dispersão e reflexão.
b) reflexão e interferência.
c) reflexão e difração.
d) reflexão e refração.
e) difração e interferência.

2. (VUNESP) – A figura representa um padrão de ondas estacionárias geradas numa corda fixa nas extremidades A e B.



Sendo a distância AB = 1,20m, o comprimento de onda das ondas que dão origem às ondas estacionárias, em metros, é de:
a) 1,20
b) 1,00
c) 0,80
d) 0,60
e) 0,40

3. (UNIP) – Na figura, representamos uma onda estacionária formada em uma corda sonora, fixa nos pontos A e B.



As ondas que deram origem à onda estacionária se propagam na corda com velocidade de módulo 80m/s. Nas condições esquematizadas na figura, o som emitido pela corda sonora tem frequência de:
a) 1,0 .102 Hz
b) 2,0 .102 Hz
c) 3,0 .102 Hz
d) 4,0 .102 Hz
e) 5,0 .102 Hz

4. No esquema seguinte, representa-se a configuração estacionária formada numa corda elástica que tem uma extremidade fixa e outra vibrante.



A respeito dessa situação, podemos afirmar que:
a) a amplitude da onda estacionária é igual a 2,0cm.
b) o comprimento de onda das ondas que se superpõem para a formação da onda estacionária é 3,0cm.
c) a distância entre dois nós da onda estacionária pode ser de 6,0cm.
d) a distância entre dois ventres da onda estacionária é igual a 4,0cm.
e) os pontos de um mesmo “gomo” da onda estacionária (pontos compreendidos entre dois nós sucessivos) vibram em oposição de fase.

5. (FEI) – Numa corda de extremos A e B fixos e comprimento AB = 1,5m, forma-se uma onda estacionária de três ventres. As ondas incidente e refletida, que geram a referida onda estacionária, propagam-se com velocidade de 3,0m/s.



Qual a frequência, em hertz, de vibração dos pontos da corda (excluídos os nós)?

6. (EFEI-SP) – A velocidade de uma onda numa corda vibrante, fixa em ambas as extremidades, é de 2,0m/s. A corda contém ondas estacionárias com nodos (consecutivos) situados a 4,0cm de distância um do outro.
a) Qual é a frequência de vibração dos pontos da corda?
b) Quantas vezes por segundo a corda se torna retilínea, sem apresentar nenhuma onda visível?