Questões de Concurso sobre Ondulatória

No experimento de fenda dupla de Young, a condição para interferência construtiva, ou seja, de máximos de intensidade, ocorre quando a diferença de caminho entre as ondas é um múltiplo inteiro do:

A equação da onda relaciona as derivadas parciais y(x,t) com suas derivadas temporais. Essa equação é escrita como:

Dentre as funções apresentadas, assinale aquela que não satisfaz a equação da onda. Considere A e K constantes e i = $\sqrt{-1}$

Duas crianças construíram um brinquedo para se comunicarem. Utilizando dois copos plásticos e uns 5 metros de barbante, fizeram um furo na base de cada copo e conectaram o barbante, conforme a figura abaixo.

Uma criança fala no interior de um dos copos enquanto a outra coloca o outro copo na orelha, mantendo o fio esticado durante a conversa, para que as ondas se propaguem de uma para outra.

Assinale a opção que indica a classificação quanto à natureza e à direção da vibração da onda sonora propagada no brinquedo.

Um estudante de física realiza um experimento com ondas estacionárias em uma corda de comprimento L = 2,0 m, fixa em ambas as extremidades e submetida a uma tensão T. Ele observa que o terceiro harmônico (n = 3) ressoa à frequência f₃ = 120 Hz. Ao modificar apenas a tensão da corda para um novo valor T', o estudante observa que a frequência de ressonância do quarto harmônico (n = 4) no novo sistema coincide exatamente com a frequência do quinto harmônico (n = 5) do sistema original.

Considerando que a massa linear da corda μ permanece constante, a razão T'/T entre as tensões é:

Os fenômenos de interferência e a variação aparente de frequências (Efeito Doppler) são pilares da física ondulatória contemporânea. Sobre o tema, preencha as lacunas que completam as frases abaixo com os respectivos valores numéricos relativos às descrições das situações físicas apresentadas:

I. O ângulo de abertura do cone de Mach (𝛼) para uma aeronave que se desloca com o dobro da velocidade do som no ar (𝑉 = 2𝑣) é de ______.

II. A razão entre a frequência detectada (𝑓) e a frequência própria (𝑓₀) para uma fonte que se aproxima de um observador com velocidade 𝑉 = 𝑣 𝑠𝑒𝑛(30°), sendo v a velocidade de propagação da onda, é de ______.

III. A diferença de fase (𝜙), em radianos, necessária para que duas ondas harmônicas coerentes, de mesma frequência e amplitude, produzam um ponto de intensidade nula é de _____.

IV. A razão entre a velocidade de grupo (𝑣_𝑔) e a velocidade de fase (𝑣) para ondas transversais que se propagam em uma corda homogênea e ideal (meio não dispersivo) é de _____.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas dos trechos acima.

Uma onda transversal se propaga em uma corda com a equação y(x,t) = 0,05 sen(2x-4t) (SI). Qual é a velocidade transversal máxima de um elemento da corda?

Considere que, ao observar a luminosidade emitida pelas grades da fornalha, um indivíduo perceba uma coloração amarelada tendente ao laranja. É correto inferir dessa situação que a radiação observada pelo indivíduo possui comprimento de onda superior a 700 nm.

Em um laboratório de acústica, estudantes analisam a vibração de uma corda esticada, semelhante à corda de um instrumento musical, cujas extremidades estão fixas. A corda vibra transversalmente ao longo do eixo horizontal х, estabelecendo uma onda estacionária no modo fundamental. Determina-se experimentalmente que o comprimento de onda da onda estacionária formada é 1,0m. Um sensor é colocado em um ponto da corda onde a amplitude de oscilação é máxima (um ventre da onda estacionária). Nesse ponto, medem-se os valores máximos da velocidade e da aceleração transversais da partícula da corda, sendo, respectivamente, V_max = 2,0 m/s e a_max = 1,26.10 m/s². Com base nessas informações, a velocidade de propagação da onda transversal na corda é:

Dado: $\pi$ = 3,14.

A velocidade de propagação do som varia conforme o meio em que ele se propaga. Analise as alternativas abaixo e assinale a correta:

Caso uma pessoa comece a sacudir uma corda presa a um objeto fixo para cima e para baixo periodicamente, procurando manter um ritmo constante, forma-se uma sequência ritmada de pulsos que se propagam pela corda, ou seja, forma-se uma onda periódica. Analise as regiões de uma onda e correlacione-as:

Coluna I

1.Regiões mais altas de uma onda.

2.Distância entre duas cristas (ou dois vales).

3.Regiões mais baixas de uma onda.

4.Distância entre uma crista ou um vale em relação a uma posição de equilíbrio.

Coluna II

a.Vales.

b.Cristas.

c.Amplitude da onda.

d.Comprimento de onda.

Correlacione as colunas I e II, e assinale a alternativa CORRETA.

Ondas eletromagnéticas são geradas a partir da variação do campo elétrico e magnético no tempo. A luz visível compreende uma fração do espectro eletromagnético cujo comprimento de onda varia de 400 a 700 nm, denominado espectro de luz visível. Assinale a alternativa que apresenta somente ondas eletromagnéticas.

Uma fonte de luz emite luz verde de potência igual a 100 W, com comprimento de onda de 500 nm. Quantos fótons por segundo são emitidos por essa fonte? Considere h = 6,63 × 10^-34.m² kg/s, c = 3 x 10⁸m/s.

Considere duas fontes coerentes, F₁ e F₂, que emitem ondas de frequência f na superfície de um líquido em que a velocidade de propagação das perturbações é constante e igual a v.

Essas ondas criam uma malha de interferência bidimensional representada, através de linhas ventrais, na figura seguinte.

Considere os pontos P e Q pertencentes a duas linhas ventrais distintas e não simétricas, cujas distâncias às fontes 1 e 2 sejam, respectivamente, p₁ e p₂ e q₁ e q₂ , como mostra a figura acima.

Nessas condições, a razão entre as diferenças de caminhos, $\frac{\Delta p}{\Delta q}$ , onde $\Delta p$ = $|p_1-p_2|\text{e}\Delta q=|q_1-q_2|$, que separam esses pontos das fontes coerentes é dada por

Sobre ondas mecânicas e eletromagnéticas em ambientes escolares, assinale a afirmação CORRETA quanto a propriedades e propagação.

Buscando valorizar a autonomia de seus estudantes, qual encaminhamento metodológico deve estar no plano de aula desse professor?

Uma onda transversal propaga-se por uma corda esticada, obedecendo à função de onda 𝑦(𝑥,𝑡) = 0,02𝑠𝑖𝑛(10𝜋𝑥 − 2𝜋𝑡), onde x e y são dados em metros (m) e t em segundos (s). Assinale a alternativa que indica a correta velocidade de propagação dessa onda na corda.

Marque a alternativa que descreve relações corretas para som e luz em diferentes meios.

Cada parte do corpo humano vibra em uma frequência característica. Quando uma vibração proveniente do meio externo com uma frequência igual ou semelhante atinge essa determinada parte, ocorre o fenômeno da ressonância ou amplificação da vibração. Esse fenômeno pode vir a desencadear diversos tipos de doenças ao operador. Sobre os principais efeitos danosos à saúde relacionados à exposição à vibração, assinale V, se verdadeiros, ou F, se falsos.

( ) Aumento considerável de complicações como labirintite.

( ) Diminuição da frequência do batimento cardíaco.

( ) Falta de concentração.

( ) Apresentação de distúrbios visuais como visão turva.

( ) Efeitos no sistema gastrointestinal como enjoos, gastrites e até ulcerações.

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

A tirinha ilustra um processo físico em que uma onda sonora, produzida pela Mônica, causa a quebra das taças de cristal. O fenômeno ondulatório que provoca a quebra das taças só é possível em razão de uma característica da voz produzida pela Mônica naquele momento, que, diferentemente do que sugere a tirinha, não está relacionada à sua intensidade.

Disponível em: https://artedafisicapibid.blogspot.com. Acesso em: 23 nov. 2021 (adaptado).

Esse fenômeno e a característica associada à voz da Mônica são, respectivamente,

Se a frequência de uma onda for dobrada e a velocidade da onda permanecer constante, o comprimento de onda