Questões de Concurso sobre Ondulatória

Um sistema massa-mola é composto de uma mola ideal de constante elástica k e de um recipiente, de volume interno V e massa desprezível, que é totalmente preenchido com um líquido homogêneo X de densidade constante e desconhecida.

Verifica-se que, ao se colocar esse primeiro sistema para oscilar, seu período de oscilação se iguala ao período de oscilação de um segundo sistema, formado de um pêndulo simples de comprimento L e massa m.

Considere que os dois sistemas oscilam em movimento harmônico simples em um local em que a aceleração gravitacional vale g; e que o recipiente preenchido pelo líquido comporte-se como uma massa pontual.

Nessas condições, a densidade do líquido X pode ser expressa por

O sino dos ventos é composto por várias barras metálicas de mesmo material e espessura, mas de comprimentos diferentes, conforme a figura.

Considere f₁ e v₁, respectivamente, como a frequência fundamental e a velocidade de propagação do som emitido pela barra de menor comprimento, e f₂ e v₂ são essas mesmas grandezas para o som emitido pela barra de maior comprimento.

As relações entre as frequências fundamentais e entre as velocidades de propagação são, respectivamente,

Considere uma partícula de massa m na extremidade de uma mola ideal e executando um movimento harmônico simples, sem a presença de forças dissipativas. A figura representa a variação da energia potencial e da energia cinética desse sistema, em função da posição x ocupada pela partícula.

Nesse contexto, analise as afirmativas a seguir:

I. Se as abcissas C e D valem, respectivamente, -0,05 m e +0,05 m e a ordenada de A é igual a 0,1J, é possível determinar que a constante elástica da mola é 80 N/m.

II. A energia cinética do sistema é constante e é dada pela ordenada do ponto B.

III. A energia potencial do sistema é representada pela curva AOB.

IV. A aceleração máxima da partícula ocorre no ponto de abcissa O.

Assinale

Dois alto falantes emitindo ondas sonoras idênticas, em fase uma com a outra, estão posicionados conforme a figura abaixo. Sabendo que a frequência e, portanto, O comprimento de onda das ondas emitidas podem variar, calcule a menor frequência emitida para a qual as ondas sonoras irão interferir destrutivamente no ponto À indicado na figura e assinale a opção correta.

Dado: V_som = 340 m/s

A velocidade de uma onda em uma corda é dada por: v = (F/μ)^1/2. Demonstre que o lado direito dessa equação tem unidade de velocidade, [v].

Considere que uma onda eletromagnética parta do vácuo e adentre a atmosfera terrestre. Nessa situação, a onda terá sua velocidade reduzida, mas não necessariamente sofrerá desvio em sua direção de propagação

Quando a corda estiver vibrando em seu harmônico fundamental, o comprimento de onda na corda será igual a 2·L.

Se a densidade linear da corda vibrante fosse maior, o som produzido pela corda seria mais agudo.

No estudo das ondas estacionárias, o princípio da superposição depende da linearidade da equação de onda e da propriedade correspondente da combinação linear de suas soluções.

Um projétil de massa 2m é disparado horizontalmente com velocidade de módulo v, conforme indica a Figura 1, e se movimenta com essa velocidade até que colide com um pêndulo simples, de comprimento L e massa m, inicialmente em repouso, em uma colisão perfeitamente elástica.

Considere que o projétil tenha sido lançado de uma distância muito próxima do pêndulo e que, após a colisão, esse pêndulo passe a oscilar em movimento harmônico simples, como indica a Figura 2, com amplitude A.

Desprezando a ação de forças dissipativas, o período de oscilação desse pêndulo, logo após a colisão, é dado por

A física é fundamentalmente uma ciência experimental. O aprendizado metodológico da aplicação de matemática a fenômenos naturais têm grande valor no desenvolvimento intelectual de jovens e adultos ao tornar objetiva a exploração desta tradição do pensamento humano de submeter a realidade à modelagem matemática e sua verificação experimental em caráter estatístico. Em um site de educação encontra-se por exemplo essa proposta de atividade utilizando um pêndulo simples:

“Um dos possíveis experimentos de baixo custo que podem ser desenvolvidos em sala de aula envolve o pêndulo simples. Com ele, é possível medir o valor da aceleração da gravidade local sem muitas complicações.”.

Fonte:https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategiasensino/medindo-gravidade-com-um-pendulo-simples-salaaula.htm

Considerando que entre os diferentes comprimentos de fio que o professor usará para demonstrar que o modelo é adequado, um deles será 40 cm. A massa de prova é suficientemente grande para que os efeitos do arrasto com o ar sejam desprezíveis no movimento do pêndulo (viabilizando a aplicação do modelo do pêndulo simples). Um grupo de 10 estudantes cronometram o movimento de 10 oscilações do pêndulo com seus celulares, enquanto o restante da sala animadamente conta as oscilações.

O professor, antes de executar o experimento, na preparação da aula, chegou aos valores de comprimento, de modo que fossem compatíveis para as medições que serão obtidas nos cronômetros dos estudantes. Ele usou g = 10 m/s² e pi = 3. Assinale a alternativa que identifica corretamente a estimativa produzida para o pêndulo de 40 cm de comprimento.

A figura acima representa uma onda que se propaga a 300 m/s. Com esse dado e com as informações fornecidas na figura, é correto determinar a frequência da onda como sendo de

Na viatura de bombeiros abordada no texto 1A3-II, as ondas de som emitidas pela sirene

Analise as seguintes afirmativas:

I - Quanto menor for a densidade de um meio, maior será a velocidade do som, por isso as ondas sonoras propagam-se com maior velocidade no ar do que na água.

II - Ondas são perturbações, geradas no espaço, capazes de transportar energia.

III - A altura é a qualidade do som relacionada à energia emitida pela fonte sonora.

IV - Por meio do princípio fundamental da ondulatória, pode-se determinar a frequência das ondas emitidas.

V - O aparelho auditivo humano é capaz de captar apenas um intervalo específico de frequências sonoras.

Estão corretas as afirmativas:

Os comprimentos de onda dos raios ultravioletas que atingem a superfície terrestre variam entre 315 nm e 400 nm. Sabe-se que a velocidade de propagação dessas ondas eletromagnéticas equivale a 3,0 × 10⁸ m/s.

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O intervalo de frequência das ondas que atingem a superfície terrestre corresponde, em hertz, aproximadamente a:

Informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) o que se afirma a seguir e assinale a alternativa com a sequência correta.

( ) As ondas sonoras são ondas mecânicas que necessitam de um meio material para se propagar.

( ) Ondas longitudinais mecânicas também são chamadas de ondas de compressão.

( ) As ondas transversais são aquelas que se propagam na mesma direção que o estímulo que as produz.

( ) A luz é um exemplo de onda longitudinal que não depende de um meio material para se propagar.

Os diversos tipos de ondas eletromagnéticas recebem diferentes nomes e formam um conjunto denominado espectro eletromagnético. Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que descreve corretamente os conceitos da Física envolvidos na classificação do espectro.

Considere duas fontes pontuais, F₁ e F₂, coerentes, separadas por uma certa distância, que emitem ondas periódicas harmônicas de frequência f = 340 Hz em um meio bidimensional, homogêneo e isotrópico. Um sensor de interferência é colocado em um ponto P, que se encontra sobre a mesma mediatriz que o ponto O, pertencente ao segmento que une as fontes F₁ e F₂, como representa a figura seguinte.

No ponto P, o sensor registra uma interferência construtiva. Posteriormente, este sensor é movido para o ponto O ao longo do segmento $\overline{OP}$ e deslocado para o ponto C, distante 4,25 m da fonte F₁. Nesse ponto C, o sensor se posiciona na segunda linha nodal da estrutura de interferência produzida pelas fontes.

Reposicionando o sensor para o ponto Q, distante 0,50 m do ponto C, obtém-se a primeira linha nodal. Nessas condições, a distância x, em metro, entre o ponto Q e o segundo máximo secundário, localizado no ponto R, é igual a

Um estudante resolveu calcular a gravidade do local onde mora por meio de um experimento de Pêndulo Simples. Dessa forma, amarrou uma pedra de 120 gramas em um barbante e fixou no teto da sala em sua residência. De posse de uma régua escolar, verificou que o pêndulo ficou com aproximadamente 2,15 metros. A seguir, colocou o pêndulo a oscilar ao mesmo tempo em que tentava medir o tempo de oscilação. Percebeu, então, que 5 movimentos de vai e vem resultaram num tempo que ele estimou em 15,7 segundos.

A partir desses dados, qual a aceleração da gravidade calculada por esse estudante?

Tendo como referência o texto 1A3-II, assinale a opção em que o gráfico mostrado representa adequadamente a frequência f₀ do som capturado pelo sensor disposto em B, em relação à posição x da viatura.