Questões de Concurso sobre Ondas e Propriedades Ondulatórias

A velocidade de uma onda em uma corda depende apenas

Considerando, a partir do texto 6A2-I, que a velocidade da luz no ar seja 3×10⁸ m/s, assinale a opção em que é indicado o comprimento da onda incidente, em mm.

Em uma aula sobre tipos de ondas eletromagnéticas, um professor solicitou aos alunos que pesquisassem e apresentassem na aula seguinte exemplos de ondas eletromagnéticas. Os alunos apresentaram, entre outros, os seguintes exemplos:

I. ondas eletromagnéticas estão presentes no sistema de comunicação como rádio e TV;

II. os roteadores de internet utilizam um tipo de onda eletromagnética chamada micro-onda;

III. os controles remotos usam ondas infravermelhas para o seu funcionamento;

IV. as ondas de raio-X são usadas por peritos criminais para detecção de materiais biológicos;

V. raios gama são exemplos de ondas eletromagnéticas produzidas por reações nucleares.

Está INCORRETO o exemplo

Um sensor subaquático med 100dB a 100 m de um navio. Supondo-se propagação esférica sem absorção, a que distância o nível cai para 60 dB?

Um elétron e um próton possuem a mesma energia cinética não relativística e propagam-se no vácuo. Ambos são descritos como ondas de matéria de acordo com a hipótese de De Broglie.

Considere as seguintes proposições:

I. O comprimento de onda de De Broglie do elétron é maior que o do próton.

II. O comprimento de onda de De Broglie depende apenas da energia cinética da partícula.

III. A velocidade associada ao elétron é maior que a do próton.

IV. Para a mesma energia cinética, as duas partículas apresentam o mesmo momento linear.

Assinale a alternativa CORRETA:

A luz pode ser descrita tanto como raio quanto como onda, dependendo da escala dos fenômenos observados. Fenômenos como a polarização demonstram a natureza transversal das ondas eletromagnéticas. Acerca do assunto, registre V, para as afirmativas verdadeiras, e F, para as falsas:

(__)A polarização da luz ocorre quando as oscilações do campo elétrico da onda são restringidas a uma única direção preferencial em um plano perpendicular à propagação.

(__)O fenômeno da difração é caracterizado pelo desvio sofrido pela luz ao passar de um meio transparente para outro com índice de refração significativamente menor.

(__)Na reflexão total interna, a luz passa de um meio com maior índice de refração para um de menor índice, sendo totalmente refletida se o ângulo de incidência for maior que o crítico.

(__)A interferência destrutiva entre duas ondas de luz idênticas ocorre quando a diferença de caminho entre elas é igual a um número inteiro de comprimentos de onda.

Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo:

Duas cordas A e B têm o mesmo comprimento e a mesma massa específica linear, mas a corda B está submetida a uma tração maior que a corda A. Ambas as cordas estão fixas nas duas extremidades, e são produzidas ondas estacionárias. Assinale a alternativa que indica corretamente uma situação em que existe a possibilidade de que as cordas A e B estejam oscilando na mesma frequência de ressonância.

Quando uma onda se propaga em uma corda, cada ponto do meio oscila em torno de uma posição de equilíbrio, formando regiões mais altas, chamadas cristas, e regiões mais baixas, chamadas vales. A amplitude é uma das grandezas utilizadas para caracterizar as ondas. Nesse contexto, a amplitude de uma onda pode ser definida como:

Em uma atividade prática de campo, um grupo de estudantes de Física analisa a propagação de ondas circulares na superfície de uma lagoa calma. Para isso, um estudante deixa cair uma pequena pedra na superfície da lagoa enquanto o seu colega utiliza a câmera de um celular para registrar o fenômeno. A câmera foi configurada para o modo de captura sequencial, realizando fotos em intervalos de tempo rigorosamente iguais a 0,500 s.

Para servir de escala de comprimento, uma régua de madeira de 50,0 cm de comprimento foi posicionada cuidadosamente sobre a superfície da água com o valor 0 coincidindo com o local onde a pedra bateu na água. A seguir, são apresentados esquemas baseados em duas fotos consecutivas (Foto 1 e Foto 2) tiradas pelo estudante.

Com base nas informações e na análise das imagens, a frequência das ondas produzidas na superfície da lagoa é, em Hz,

A radiação ionizante é a que possui a propriedade de, ao incidir em um meio qualquer, ceder ou retirar elétrons dos átomos constituintes deste meio, tornando-os eletricamente carregados. As radiações ionizantes, portanto, possuem diversas aplicações devido às suas propriedades, como a capacidade de ionizar gases, escurecer filmes peliculados, produzir cintilações em determinados materiais e transportar grandes quantidades de energia. Considerando essas características, assinale a alternativa que apresenta apenas exemplos de aplicações das radiações ionizantes.

Um sistema de inspeção óptica de alta precisão em semicondutores utiliza um feixe de luz de uma fonte coerente que passa por um polarizador linear e é direcionado para uma amostra. A luz refletida pela superfície da amostra é então focalizada em uma rede de difração. O padrão de luz resultante é capturado por um detector CCD, onde a análise das franjas de brilho e escuridão permite inferir propriedades nanométricas do material. A interação dos fenômenos ópticos nesse processo é:

Relacione a Coluna 1 à Coluna 2, associando os fenômenos ondulatórios listados com as situações práticas, tecnológicas ou exemplos físicos descritos.

Coluna 1

1. Reflexão.

2. Refração.

3. Polarização.

4. Interferência.

Coluna 2

( ) Uso de óculos com lentes antirreflexo, que possuem um filme fino na superfície para anular parte da luz que seria refletida.

( ) Operação de óculos de sol que reduz o brilho intenso refletido por superfícies horizontais (como água ou asfalto) ao filtrar oscilações da luz em planos específicos.

( ) Mudança abrupta na direção de propagação da luz ao passar do ar para a água, fazendo com que um objeto pareça estar em uma profundidade menor do que a real.

( ) Funcionamento básico do sonar de um navio para mapear o fundo do oceano, emitindo um pulso sonoro e medindo o tempo de seu retorno.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Considere as seguintes afirmações:

I - O efeito Doppler ocorre tanto para ondas sonoras quanto para ondas eletromagnéticas, alterando a frequência percebida em ambos os casos.

PORQUE

II - Nas ondas sonoras, o efeito Doppler depende do meio de propagação, enquanto nas ondas eletromagnéticas, o efeito ocorre independentemente da velocidade relativa entre a fonte e o meio.

Considere-se um tanque com água suficientemente largo e fundo em repouso. Dois pinos, fixados a uma certa distância mútua, são postos a vibrar verticalmente sobre a superfície da água com a mesma frequência de 5,0 Hz e em fase, provocando frentes de ondas circulares que se deslocam a uma velocidade de 2,0 m/s e que vão se interferir. Uma pequena boia localizada a 9,6 m de um pino e a 10,0 m do outro deverá

Considerando a equação abaixo que descreve o fenômeno conhecido como “efeito doppler” onde F_O é a frequência original, F_Dop é a frequência doppler, v é a velocidade do emissor e c é a velocidade da onda naquele meio. Qual frequência deve ser medida por um microfone posicionado perpendicular a trajetória de um emissor sonoro:

Analise as seguintes asserções sobre as propriedades das ondas sonoras e eletromagnéticas, e escolha a alternativa CORRETA:

I - O som pode se propagar em um ambiente de vácuo, mas a luz eletromagnética não pode.

II - A frequência de uma onda sonora no ar pode ser maior que a de uma onda eletromagnética em microondas, dependendo das condições.

III - A intensidade de uma onda sonora e a intensidade de uma onda eletromagnética são medidas de maneira idêntica, considerando a potência por unidade de área.

Uma onda senoidal de frequência 𝜔 propaga-se em uma corda de densidade linear 𝜇, tensionada, e é descrita pela equação: 𝑦 = 0,02𝑠𝑒𝑛(30𝑥 − 200𝑡). No instante 𝑡 = 1,2 s, o deslocamento 𝑦 do elemento de onda situado em 𝑥 = 12 m é igual a 0,01√3 m. Considerando um número inteiro de comprimento de onda e que não há perdas de energia, analise as seguintes assertivas:

I. A potência média da onda é dada por P_{Méd =} $\left(\frac{dk}{dt}\right)$_Méd , onde 𝐾 corresponde à energia cinética da onda.

II. A potência média da onda é diretamente proporcional à densidade linear e ao quadrado de sua frequência.

III. A velocidade transversal da onda no instante 𝑡 é igual a 2 m/s.

Quais estão corretas?

Para que uma corda de 80 cm de comprimento e densidade linear igual a 0,6 g/m, quando dedilhada, emita um som de frequência fundamental igual a 250 Hz, a intensidade da força tensora deve ser igual a