Questões de Concurso sobre Ondas e Propriedades Ondulatórias

Sobre os fenômenos ondulatórios e suas características, assinale a opção correta:

A Figura 1 apresenta o gráfico da intensidade, em decibéis (dB), da onda sonora emitida por um alto-falante, que está em repouso, e medida por um microfone em função da frequência da onda para diferentes distâncias: 3 mm, 25 mm, 51 mm e 60 mm. A Figura 2 apresenta um diagrama com a indicação das diversas faixas do espectro de frequência sonora para o modelo de alto-falante utilizado neste experimento.

Figura 1

Resposta de Frequência

Disponível em: www.batera.com.br. Acesso em: 8 fev. 2015.

Figura 2

Faixas do espectro de frequência sonora

Disponível em: www.somsc.com.br. Acesso em: 2 abr. 2015.

Relacionando as informações presentes nas figuras 1 e 2, como a intensidade sonora percebida é afetada pelo aumento da distância do microfone ao alto-falante?

Movimentos oscilatórios são comumente observados em diversas situações da vida cotidiana. Sistemas ondulatórios, em geral, são caracterizados por agitações compassadas ao longo de uma trajetória definida durante um intervalo de tempo que se denomina período. Essa trajetória pode ser descrita em termos de grandezas físicas elementares como a amplitude, o comprimento de onda e a velocidade angular. Considerando essas informações, quanto à teoria física das ondas, assinale a alternativa correta.

A figura abaixo é uma representação de duas fontes F1 e F2 que oscilam em fase e produzem, na superfície da água contida em um tanque, ondas que se propagam com frequência f = 30 Hz. O ponto A é equidistante das duas fontes. E é o ponto mais próximo à esquerda de A onde se observa que a água se move com amplitude máxima. D é o ponto mais próximo à direita de A onde se observa que a superfície da água fica em repouso. Medindo-se a diferença de caminho entre DF₁ e DF₂, encontra-se o valor igual a 1,0 cm.

É correto afirmar que

Uma pessoa sentada no banco de uma praça presencia quatro eventos:

I- O alarme de um carro estacionado próximo à praça dispara quando seu proprietário abre o porta-malas.

II- Um carro de polícia se aproxima da praça com a sirene ligada.

III-O motorista impaciente de uma motocicleta, após passar pela praça, afasta-se com a buzina permanentemente ligada.

IV-O sinal sonoro de uma escola próxima à praça sinaliza o final do turno escolar.

Essa pessoa percebe o efeito Doppler apenas

Uma partícula se move ao longo do eixo Ox com uma aceleração escalar que varia senoidalmente com o tempo, como mostra a figura a seguir.

Sabendo que no instante t = 0 a partícula se encontra na origem com velocidade escalar nula, a coordenada x de sua posição e sua velocidade escalar no instante T indicado na figura são, respectivamente,

Um patinador em velocidade constante de 18 km/h vai ao encontro de uma escadaria, batendo palma. O som produzido pela palma é refletido horizontalmente em cada degrau de 1m de largura, fazendo com que o patinador perceba um som composto por vários tons. A menor componente de frequência da onda sonora refletida percebida com um máximo de intensidade pelo patinador, em Hz, é:

Dado:

• velocidade de propagação do som: 340 m/s.

Uma corda mista sobre o eixo horizontal tem uma densidade linear para a coordenada $x<0$ e outra para $x\ge 0$ . Uma onda harmônica, dada por $Asen\left(\omega t-K_{1}x\right),$ onde 7 é o instante de tempo, propaga-se na região onde $x<0$ e é parcialmente refletida e parcialmente transmitida em $x=0$ . Se a onda refletida e a transmitida são dadas por $Bsen\left(\omega t-K_{1}x\right)$ e $Csen\left(\omega t-K_{2}x\right)$ , respectivamente, onde $\omega$ , $K_1$ e $K_2$ são constantes, então a razão entre as amplitudes da onda refletida e da incidente, dada por |^B/_A| , é igual a:

Observação:

• considere $\frac{sen\left(ax\right)}{x}=a$, para |$x$| próximo a zero.

Um pescador observa que, a cada 3 s, passa uma crista de onda pela proa de seu barco ancorado. Ele também observa que, em um dado instante, há uma crista na proa, outra no ponto médio e outra na popa do seu barco de 12 m. Qual é a frequência de propagação dessa onda?

A figura mostra a representação das ondas sonoras, correspondentes a uma mesma nota, emitidas por um diapasão (D), uma flauta (F) e um violino (V). O fato de as ondas mostrarem um padrão diferente é devido à emissão, ao mesmo tempo que o harmônico fundamental, de harmônicos de ordem superior, com exceção do diapasão, que emite apenas o som fundamental.

(Recorte adaptado de http://obaricentrodamente.blogspot.com.br/2014/02/qualidades-do-som.html.)

Se considerarmos que as ondas possuem a mesma amplitude, podemos afirmar que os sons emitidos têm em comum as(os):

Para estudar a estrutura cristalina de um substrato semicondutor utilizado no desenvolvimento de dispositivos microestruturados, um técnico dos Laboratórios de Microtecnologia Aplicada utiliza a técnica de difração de raios X. Segundo indicação do fabricante do difratômetro de raios X, que utiliza a técnica de medição na configuração θ-2θ, conforme indicado na figura, o comprimento de onda da radiação é 0,229 nm.

Se o técnico observou o primeiro pico de difração em 114,7°, qual é a distância interplanar da estrutura cristalina?

Analisando a figura do gráfico que representa três ondas sonoras produzidas pela mesma fonte, assinale a alternativa correta para os três casos representados.

A frequência angular de um sistema massa-mola, cujo quadrado é igual à razão entre a constante elástica da mola e a massa do corpo a ela ligada, é inversamente proporcional ao tempo necessário para que o sistema realize um ciclo completo de movimento.

No sistema, representado na figura, o fio pode vibrar entre duas extremidades, separadas pela distância L= 0,50 m. Um rolo desse fio possui comprimento total 10 m e massa 0,12 kg. A frequência F, produzida no alto falante, é igual a 60Hz.

Para se obter uma onda estacionária com três ventres nesse fio, a mão da pessoa deve exercer uma tração T de módulo igual a

Um observador em repouso percebe a frequência de um som emitido por uma fonte em movimento 25% maior em relação à frequência emitida quando a fonte se encontra em repouso. Sendo assim a razão entre a velocidade da fonte e a velocidade do som no local é igual a:

O motorista de um carro entra numa estrada reta, no sentido norte-sul, a 100km/h e dá um toque na buzina de seu carro que emite som isotropicamente na frequência de 1200Hz. Um segundo após, ele percebe um eco numa frequência de 840Hz. Sendo assim, o motorista NÃO pode incluir como hipótese válida, que há algum obstáculo

“O primeiro e o quinto experimentos entre os 10 mais da revista Physics World representam diferentes circunstâncias de um mesmo tipo de experimento, isto é, do experimento da dupla fenda de Young. Sir Isaac Newton (1642-1727) defendia a hipótese de que a luz era constituída de corpúsculos. Os principais fenômenos óticos (reflexão e refração) podiam ser explicados com o uso da teoria corpuscular. Este modelo era combatido por Christiaan Huygens (1629-1695), que defendia a teoria ondulatória. No entanto, a autoridade científica de Newton fez prevalecer sua teoria por mais de um século. Por volta de 1801, uma bela experiência realizada por Thomas Young (1773-1829) resolveu a questão favoravelmente a Huygens. A experiência de Young provou que a luz era uma onda, porque os fenômenos da difração e da interferência, por ele descobertos, eram características exclusivamente ondulatórias”.

_{Disponível em: http://www.if.ufrgs.br/historia/young.html. Acesso em 06/11/2016}

Considerando que em uma reprodução em laboratório desta experiência de interferência de dupla fenda, utilizou-se luz de comprimento de onda igual a 800 nm. Admitindo-se 3,0 mm a distância que separa duas franjas brilhantes consecutivas e 6,0 m a distância que separa as fendas e o anteparo onde a imagem das franjas é projetada, a distância que separa as fendas é:

Um observador estacionário recebe ondas de som de dois diapasões, um dos quais aproxima-se e o outro recua, com a mesma velocidade. Quando isso ocorre, o observador ouve as batidas com frequência f = 2,0 Hz. Sabendo que frequência de oscilação de cada diapasão é de f₀=680Hz e a velocidade do som no ar é 𝝊=340m/s, a velocidade de cada diapasão é dada por:

Um feixe de luz verde é emitido por uma caneta laser (apontador laser) com comprimento de onda λ = 532nm (λ = 5,32x10^-7 metro). O feixe laser propaga-se no ar com a velocidade da luz, igual a 300.000 km/s (c = 3x10⁺⁸ m/s). Qual a frequência f aproximada do laser? (1 TeraHertz = 1THz = 10⁺¹² Hertz).