Questões de Concurso sobre Ondas e Propriedades Ondulatórias

Uma corda tensa de 20 cm de comprimento, com as duas extremidades fixas, é posta a vibrar com uma frequência de 60 Hz de modo a formar 6 nodos e 5 ventres. De acordo com a situação descrita, a velocidade de propagação dessa onda, em m/s, corresponde a:

O roteador de internet de uma residência tem frequência 2,4 GHz e atinge todos os cômodos com intensidade satisfatória. Um morador resolveu trocar esse roteador por outro de mesma potência, porém de frequência 5,0 GHz, colocado no mesmo lugar do anterior. Ele verificou que a intensidade do sinal que chega ao seu quarto diminuiu consideravelmente com a utilização desse novo roteador. Qual fenômeno da ondulatória melhor explica o motivo da diminuição da intensidade do sinal que chega ao quarto do morador?

É CORRETO afirmar que o tempo gasto para se realizar um ciclo na onda sonora é definido como:

Em um arranjo óptico, como mostrado na figura 13, duas ondas de comprimento de onda de 500 nm percorrem uma distância de x = 0 até x = 100 cm. Uma onda se propaga somente no ar; a outra, em um certo momento, atravessa uma cubeta de vidro contendo um líquido. Em x = 0 e t = 0, a onda tem amplitude máxima. Os índices de refração da cubeta e do líquido são, respectivamente, 1,5 e 1,2. A espessura d das paredes da cubeta é igual a 0,5 cm; e a largura interna da cubeta é de 10cm. Considere o índice de refração do ar igual ao do vácuo e também o número de onda k_v.

Figura 13

HECHT, Eugene. Optics. 4th Ed.: Addison-Wesley Publishing, 2002, p. 321. (Adaptado).

Assinale V (verdadeira) ou F (falsa) para as afirmações abaixo:

( ) A s equações de onda podem ser inicialmente escritas como:

y (x,t) = y_osen ((0,0125nm^-1)x – 6 s^-1 t + 1,57).

( ) A s equações de onda podem ser inicialmente escritas como:

y (x,t) = y_o cos ((0,0125nm^-1)x – 6 s^-1 t + 1,57).

( ) A diferença de caminho óptico, após a onda atravessar a cubeta, é de 0,025 k_o.

( ) Depois de passar pela cuba, as ondas devem ser escritas como:

Y (x,t) = y_osen ((0,0125nm^-1)x – 6 s^-1 t + 0,025).

A sequência correta é:

Deseja-se produzir uma onda sonora num dado meio onde a velocidade do som vale v = 350 m/s. A frequência f dessa onda sonora deve ser f = 50 kHz. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do comprimento de onda λ dessa onda.

Quando feixes de luz monocromáticos e paralelos de comprimento de onda λ incidem sobre uma barreira contendo duas fendas S_A e S_B, separadas por uma distância d, ocorre o fenômeno da difração.

A luz proveniente das fendas produz, em uma tela paralela e separada, a uma distância L da barreira que contém as fendas, um padrão de interferência constituído de franjas claras e escuras.

Um procedimento que permite que essas franjas sejam observadas mais afastadas umas das outras é a

A expressão que descreve a posição 𝑥 do bloco em função do tempo 𝑡 é do tipo x(t) = x_mcos(ωt + $\Phi$), em que ω representa a frequência angular do movimento, e $\Phi$ a sua fase.

Considere que no experimento de Young da dupla fenda, uma lente, composta de um material com índice de refração n (1 < n < 2), no formato de um semicírculo de raio R, é colocada na saída de uma das fendas, conforme mostra a figura.

Sabendo que o comprimento de onda λ é maior que R e que a distância entre o anteparo e as fendas, L, é muito maior do que λ, assinale a alternativa que corresponde à expressão da posição x_m do m-ésimo pico do padrão de interferência acima do máximo central.

Na posição −𝑥_𝑚, a velocidade do bloco é máxima.

Na figura está representado um instantâneo de parte de uma onda harmônica que se propaga para a direita em uma corda homogênea. No instante representado, considere os pontos 1, 2, 3, 4, 5 e 6.

Tendo em vista as informações acima, assinale a alternativa correta.

As ondas sonoras são ondas mecânicas que possuem frequência de vibração entre 20 e 20.000 Hertz (Hz). Elas originam-se a partir de vibrações do ar que são detectadas pelo tímpano, respeitando a denominada equação fundamental da ondulatória, identificadas por três elementos definidos que são:

Uma onda de luz monocromática vinda do vácuo, em que seu comprimento de onda é 𝝀_o, incide em um cristal transparente cujo índice de refração para essa luz é $\frac{3}{2}$.

Sejam 𝝀 o comprimento de onda da onda refletida e 𝝀′ o comprimento da onda refratada.

Esses comprimentos de onda são tais que

Com o objetivo de desenvolver noções básicas sobre o som, um professor realizou a atividade prática descrita a seguir.

1. Inicialmente (situação 1), pediu que o aluno A falasse calmamente, sem sussurrar ou gritar, uma frase para o aluno B.
2. Em seguida, o professor pegou um balão cheio de ar e pediu que o aluno A segurasse o balão, mantendo-o encostado na orelha do aluno B. O aluno A, então, encostou sua boca suavemente no balão e falou novamente a frase, procurando manter a mesma intensidade do som usada na situação 1.

O professor solicitou que o aluno B contasse para a turma o que ouviu e sentiu.

Espera-se que, na situação 2, o aluno B tenha ouvido o som emitido pelo aluno A

Considere a seguinte imagem da tela de um osciloscópio cuja entrada é uma onda senoidal:

Com base nas informações disponibilizadas na tela do dispositivo, a frequência da senoide é, aproximadamente,

A teoria quântica de Planck estabelece uma relação entre a energia e a frequência das ondas eletromagnéticas. A seguir, são feitas algumas afirmativas sobre esta teoria:

I.A energia de uma onda eletromagnética é diretamente proporcional à sua frequência.

II.A energia de uma onda eletromagnética é diretamente proporcional ao seu comprimento de onda.

III.A energia de uma onda eletromagnética só é quantizada para fótons de radiação ionizante.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmação(ões):

Instrumentos musicais, como o violão, produzem sons a partir da vibração de suas cordas. Cada corda de um violão, quando acionada, vibra produzindo ondas sonoras que são amplificadas na caixa do instrumento. Em uma afinação natural, as cordas soltas, de 1 a 6, ao vibrar, produzem sons relativos, respectivamente, às notas musicais Mi, Si, Sol, Ré, Lá e Mi, conforme figura a seguir.

Ao vibrar, a corda 6 solta emite um som com a frequência de 82 Hz. Se ela for pressionada na casa 1, como mostrado na figura, produzirá um som relativo à nota Fá. Esse som, em relação à nota Mi, apresenta

Considere uma fonte pontual que emite ondas eletromagnéticas com um comprimento de onda específico de 350 𝑛𝑚, de forma isotrópica em todas as direções, e tem uma potência de 735 𝑊. A uma distância de 500 𝑚 da fonte, encontramos um detector de luz sensível à faixa do espectro eletromagnético emitido por essa fonte. A fim de compreender o comportamento da onda luminosa à medida que ela se propaga do ponto de emissão até o ponto de detecção, é crucial analisar a taxa de variação do campo elétrico em relação ao tempo. Para a resolução da questão, considere a constante de permissividade magnética 𝜇₀ = 4𝜋×10⁻⁷ 𝐻/𝑚, e a velocidade da luz 𝑐 = 3×10⁸ 𝑚/𝑠. Com base nesse cenário, qual é a máxima taxa de variação 𝜕𝐸/𝜕𝑡 da componente elétrica da luz na posição do detector?

As asas das borboletas apresentam cores estruturais devido ao fenômeno de interferência causado pelas múltiplas reflexões internas, semelhante ao que ocorre em filmes finos. Essas cores são resultado da interferência construtiva e destrutiva das ondas de luz que são refletidas e transmitidas pelas camadas microscópicas das asas. A interferência construtiva ou destrutiva ocorre devido à diferença de caminho percorrido pela luz ao atravessar cada calha, que são as estruturas que compõem as camadas das escamas das asas da borboleta, e pela mudança de fase que ocorre nas múltiplas reflexões da luz. A distância entre as calhas é o principal fator que determina a coloração final observada. Considere uma situação hipotética na qual a diferença de fase entre as ondas equivale à ^𝜋⁄2. Com base nessas informações, no que se refere à relação entre a distância entre as calhas das asas de uma borboleta e a coloração exibida: haverá interferência ________ se a distância entre as calhas for um múltiplo ______________________________.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

A figura representa um ponto X que pertence à primeira franja de interferência máxima de luz proveniente de duas fontes luminosas L₁ e L₂ equidistantes do ponto 0.

A diferença L₁X – L₂X em meio comprimento de onda é igual a

Os radares móveis que registram velocidades dos veículos que trafegam por avenidas e rodovias funcionam captando a frequência das ondas eletromagnéticas emitidas pelos radares e refletidas pelos veículos em seus deslocamentos. Tais frequências são convertidas em velocidades que lhes são proporcionais.

Certo carro, teve a frequência das ondas produzidas registrada em 500 Hz durante a aproximação de um radar móvel em repouso, e em 400 Hz durante o afastamento desse radar. Considerando a velocidade de propagação do som no ar de 340 m/s, a velocidade constante desenvolvida pelo carro era, em km/h, mais próxima de