Questões de Concurso sobre Ondas e Propriedades Ondulatórias

Um método para a detecção de petróleo consiste em explodir bombas na superfície da Terra, gerando ondas sísmicas (de natureza acústica) que se propagam por camadas subterrâneas. Detectores, então, captam ondas que são refletidas em camadas onde há uma transição de composição. Suponha que uma bomba gere uma onda acústica se propagando verticalmente para baixo em um solo rochoso que, numa dada profundidade, possui uma camada de óleo, abaixo da qual o solo volta a ser rochoso. Um detector, posicionado no local da explosão, capta um sinal 1,2 s após a explosão e outro 1,3 s depois da explosão. Se a velocidade do som no óleo é 1320 m/s e supondo que os sinais são provenientes de reflexões nas superfícies superior e inferior do óleo, a espessura da camada de óleo mede:

Ainda sobre a situação anterior, lembrando que o primeiro sinal refletido chega 1,2s após a explosão, suponha que a equipe de geofísicos tenha determinado que, dentro da primeira camada de solo, cuja profundidade é 2,4 km, cabem 42 comprimentos de onda da onda acústica produzida.

Nas condições descritas, a frequência da onda é:

As ondas eletromagnéticas são uma forma de energia que se propaga através do espaço na forma de uma combinação de oscilações de campos magnéticos e elétricos e são geradas por cargas elétricas em movimento acelerado. Quando duas ou mais ondas de mesma frequência se combinam, pode haver interferência construtiva ou destrutiva. Para que haja interferência construtiva entre duas ondas eletromagnéticas, além de terem a mesma frequência, elas devem ter

Como as ondas eletromagnéticas diferem das ondas sonoras?

No estudo da propagação de ondas sonoras no ar, recorre-se ao experimento de ondas estacionárias em tubos contendo água. Nesse experimento, um tubo contendo água é equipado com um alto-falante conectado a um gerador de frequência variável, posicionado próximo à extremidade aberta do tubo, conforme a Figura 5 a seguir. Quando a frequência gerada coincide com uma das frequências naturais de vibração da coluna de ar no tubo, ocorre a formação de ondas estacionárias.

Figura 5

Considerando uma configuração específica, conforme ilustrado na figura acima, onde 𝐻=1 𝑚, ℎ=75 𝑐𝑚, em uma região onde a velocidade do som no ar é aproximadamente 340 𝑚/𝑠, qual é a frequência da onda sonora?

Um pesquisador que está estudando a propagação de ondas em uma corda observa a seguinte situação: uma onda estacionária se forma na corda, com nós (pontos de amplitude zero) a cada 0,5 m, amplitude de 2,0 m e velocidade de propagação de 2,0 m/s. A equação que o pesquisador obtém para descrever a onda estacionária é

A respeito da radiação eletromagnética, relacione a Coluna 1 à Coluna 2, associando os seguintes conceitos às suas descrições.

Coluna 1

1. Comprimento de onda.

2. Frequência.

3. Período.

Coluna 2

( ) É o intervalo de tempo necessário para a onda percorrer a distância entre dois pontos máximos ou mínimos consecutivos.

( ) Representa a distância entre dois pontos máximos ou mínimos consecutivos da onda.

( ) Representa o número de oscilações por unidade de tempo.

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

Na semana de jogos organizados pela equipe de Educação Física de uma escola, uma aluna foi escolhida para falar na abertura das atividades. A camisa da escola que a aluna usará é vermelha e branca, quando iluminada pela luz do Sol.

Como a cerimônia de abertura será no auditório da escola e será usada para iluminar a menina luz monocromática verde, o público enxergará a camisa vermelha e branca dela, respectivamente, na(s) cor(es)

Uma superfície metálica é exposta a luz de comprimento de onda de 400 nm para induzir o efeito fotoelétrico. A função trabalho do metal é de 2,0 eV. São dadas a Constante de Planck ℎ = 6,626 × 10⁻³⁴ 𝐽. 𝑠, a velocidade da luz 𝑐 = 3,0 × 10⁸ m/s e 1 𝑒V = 1,602 × 10⁻¹⁹ 𝐽. Utilizando a equação do efeito fotoelétrico podemos determinar a energia cinética máxima dos elétrons ejetados da superfície metálica, que é

James Webb ao vivo

Lançado em dezembro de 2021, o maior telescópio espacial da Nasa orbita o Sol a 1,5 milhão de quilômetros de distância da Terra, com o objetivo de estudar e entender a evolução do universo e do sistema solar. Por ser capaz de cobrir grandes comprimentos de onda, o observatório permite que, pela primeira vez, os humanos realizem uma "viagem no tempo" e explorem as primeiras estrelas e galáxias do universo. Para acompanhar o James Webb ao vivo, é só acessar o site https://webb.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html.

As imagens tiradas pela câmera do telescópio são mandadas à Terra por meio de ondas eletromagnéticas, que se propagam com velocidade de 3.108 m/s. O intervalo de tempo, em segundos, entre a emissão de um dado enviado pelo James Webb e a chegada dessa informação à Terra é de

Sobre os tipos de radiações do espectro eletromagnético, assinale a afirmativa correta.

A figura a seguir representa uma onda senoidal P, de amplitude Ao, propagando-se no meio 1, no sentido +x, incidindo na interface com o meio 2. A interface está na posição x = 0.

As densidades e as velocidades de propagação são ρ e V. As setas brancas representam a direção de propagação e as setas pretas representam o deslocamento das partículas.

Analise as afirmativas a seguir, e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) As vibrações das ondas sísmicas são grandezas vetoriais. O deslocamento de qualquer partícula, em função de x e do tempo, será positivo se a partícula tiver se deslocado para cima (sentido positivo do eixo x), e negativo se o deslocamento tiver sido para baixo.

( ) O sinal das amplitudes máximas A_o, A₁ e A₂, no entanto, dependem de uma convenção. Há duas convenções comuns para o sinal da amplitude de uma onda P: a amplitude é positiva se o deslocamento for no mesmo sentido do eixo x do sistema de coordenadas de referência. Nessa convenção, os deslocamentos na figura seriam A_o e A₂ > 0, e A1 < 0, e a amplitude da onda P é positiva se o deslocamento for no mesmo sentido da propagação da onda. Neste caso, A_o, A₂, e A₁ > 0.

( ) Podemos definir coeficientes de reflexão e de transmissão em termos de amplitude dos deslocamentos ou em termos de fluxo de energia. O coeficiente de reflexão R é igual ao fluxo incidente/fluxo refletido e o coeficiente de transmissão T é igual ao fluxo incidente/fluxo refletido. Podemos afirmar que R e T dependem de qual meio (1 ou 2) vem a onda incidente.

As afirmativas são, respectivamente,

Analise as seguintes características da Luz:

I. A luz é uma onda eletromagnética.

II. A luz não pode se propagar em meios matérias.

III. A luz é uma onda transversal.

As alternativas CORRETAS são:

Uma onda se propaga em um meio com comprimento de onda λ = 0,5 m e frequência f = 4 Hz. Considerando os conceitos de ondulatória, é correto afirmar que a velocidade de propagação dessa onda será de:

Durante um conflito internacional, a cidade de Taipei, em Taiwan, está sob ataque da China. Uma sirene de alerta nuclear soa continuamente no centro da cidade a uma frequência de 700 Hz para avisar os habitantes do iminente perigo. Um motoqueiro que está fazendo entregas, ao ouvir a sirene, decide fugir rapidamente na direção oposta à fonte do som para se proteger em algum abrigo. Sabendo que a velocidade do som no ar é de, aproximadamente, 340 m/s, assinale a alternativa correta para a velocidade de fuga do motoqueiro se ele ouve a sirene com uma frequência percebida de 650 Hz. Neste caso, deve-se assumir que a velocidade da moto é mantida constante ao afastar-se da fonte fixa:

Um feixe de luz monocromática incide em uma rede de difração com 500 linhas por milímetro. Se o ângulo do primeiro máximo de difração é de 30°, qual é o comprimento de onda aproximado da luz em nanômetros?

Uma onda eletromagnética plana se propaga no vácuo com frequência de 5 x 10¹⁴ Hz. Qual é o seu comprimento de onda em nanômetros?

Numa sala de aula do IFTO do campus de Araguaína um professor faz um experimento ondulatório, balançando para cima e para baixo uma das pontas de uma corda esticada na horizontal com a outra extremidade presa a uma parede, produzindo assim uma sequência de ondas periódicas que recebe o nome de “trem de ondas”. Essas ondas se propagam com certa velocidade constante “v”, ao que se possa imaginar. Tomando como a velocidade estabelecida v = 72 km/h e a distância entre cada vale e cada crista próxima x = 86 cm. Estabelecendo o período, dado em T e expresso em segundos, de oscilações de um ponto da corda por onde passa o “trem de ondas”, chega-se ao valor:

Duas ondas periódicas harmônicas dadas pelas equações de onda y₁ e y₂, em unidades do sistema internacional, apresentadas abaixo, propagam-se em uma corda homogênea de comprimento L = 1 m.

y₁ (x,t) = − (0,10) cos[2πx+1600πt]

y₂ (x,t) = + (0,10) cos[2πx-1600πt]

A corda possui duas extremidades fixas em paredes rígidas nos pontos A e B de acordo com o diagrama abaixo.

A superposição dessas ondas estabelece o fenômeno de interferência conhecido como ondas estacionárias.

Considere que a velocidade de propagação das ondas na corda seja constante e que não ocorra nenhum tipo de dissipação energética no sistema.

Nessas condições, a equação da onda estacionária resultante na corda, y_R (x,t), e a representação do respectivo harmônico estabelecido são melhor apresentadas na opção

A figura mostra uma corda na qual se propagam ondas transversais harmônicas, para a direita, com velocidade de propagação $\overrightarrow{v}$ de módulo igual a 12 cm/s.

Tenha em conta, como mostra a figura, que a distância entre duas cristas consecutivas é de 6 cm. Nesse caso, para ir da crista à depressão, um ponto qualquer da corda gasta