Questões de Concurso sobre Ondulatória

Um objeto de massa M, preso a uma mola ideal, realiza uma oscilação livre de frequência f. Em um determinado instante, um segundo objeto de massa m é fixado ao primeiro. Verifica-se que o sistema tem sua frequência de oscilação reduzida de $\Delta$f, muito menor que f. Sabendo que (1 + x)ⁿ ≈ 1 + nx, para |x| « 1, pode-se afirmar que f é dada por

Em um experimento, a tela de visualização está posicionada a 2,0 m das fendas que distam entre si 0,54 mm. No padrão de interferência gerado foi observado que o espaçamento entre as franjas é de 2,0 mm. Qual é o comprimento de onda da luz usada neste experimento?

Sonares são instrumentos geralmente utilizados por navios para detecção e localização de objetos no fundo do mar. Os sonares funcionam a partir da emissão de pulsos sonoros (ultrassom) que, ao atingirem os obstáculos, refletem e retornam à fonte (como um eco). Um navio analisa o fundo do mar utilizando um sonar com frequência próxima de 25 000 Hz. Sabendo que o fundo do mar está a uma profundidade de 120m e que o intervalo de tempo entre a emissão do pulso e a recepção de seu "eco" é de O, 16s, o comprimento de onda dos pulsos emitido pelo sonar é de:

Há um fenômeno ondulatório que permite às ondas contornar obstáculos, atingindo locais do espaço até então inacessíveis. É de extrema importância na concepção de projetos de acústica e de cobertura de sinais de rádio.

Assinale qual das imagens abaixo representa o fenômeno descrito no trecho acima.

Um sistema massa-mola e um pêndulo simples executam um movimento harmônico simples. Conforme mostra a figura a seguir.

Sabendo que em t = O s os dois sistemas estão na posição de amplitude máxima de seus movimentos, como na figura, determine o tempo em segundos que eles levarão para se encontrarem novamente nessa mesma posição, e marque a opção correta. (Dados: k = 144 N/m ; m = 4 kg ; e l = 10 cm ; A = 5 cm ; $\pi$ = 3 ; g = 10 m/s² )

Numa região em que o som se propaga a 340 m/s, há uma estrada horizontal e retilínea por onde trafega um carro a uma velocidade de 180 km/h. Em certo momento, um avião, voando a 360 km/h paralelamente à estrada, vai ultrapassar o carro. Mais tarde, quando o carro retorna e passa a se mover no sentido oposto a 108 km/h, um outro avião vai cruzar com ele, voando também a 360 km/h, no mesmo sentido do primeiro avião.

É correto afirmar que a frequência do ruído emitido pelo avião percebida pelos ocupantes do carro será

Dois engenheiros estão verificando se uma cavidade perfurada no solo está de acordo com o planejamento de uma obra, cuja profundidade requerida é de 30 m. O teste é feito por um dispositivo denominado oscilador de áudio de frequência variável, que permite relacionar a profundidade com os valores da frequência de duas ressonâncias consecutivas, assim como em um tubo sonoro fechado. A menor frequência de ressonância que o aparelho mediu foi 135 Hz. Considere que a velocidade do som dentro da cavidade perfurada é de 360 m s^-1 .

Se a profundidade estiver de acordo com o projeto, qual será o valor da próxima frequência de ressonância que será medida?

Em um experimento, faz-se incidir luz de comprimento de onda λ = 4,0 × 10^–8 m sobre uma placa metálica de sódio e observa-se a ocorrência do efeito fotoelétrico. O gráfico representa a energia cinética máxima adquirida por um fotoelétron emitido por uma placa de sódio, em função da frequência da luz incidente sobre ela.

Adotando o valor h = 4,0 × 10^–15 eV × s para a constante de Planck e c = 3,0 × 10⁸ m/s, o valor da energia cinética máxima adquirida por um fotoelétron emitido pela placa de sódio, nesse experimento, é de

Um atleta de triatlon treina pedalando em uma via com velocidade constante, quando uma viatura da polícia rodoviária, em perseguição a outro veículo, aproxima-se com a sirene ligada. Quando a viatura ultrapassa o ciclista afastando-se dele, este passa a ouvir a sirene com uma $\frac{5}{6}$, frequência de valor q da frequência que ele ouvia antes, com a viatura se aproximando. Sabendo que o atleta e a viatura estavam no mesmo sentido e a viatura estava a uma velocidade constante de 144 km/h, qual era a velocidade aproximada do ciclista? (Dado: velocidade do som = 340 m/s)

Na interferência de duas ondas sonoras harmônicas de frequências levemente diferentes, a intensidade do som que se ouve muda de máxima para mínima a cada 0,2 s. A diferença entre as frequências das duas ondas sonoras é de

Um violão é um instrumento sonoro de seis cordas de diferentes propriedades, fixas em ambas as extremidades, acompanhadas de uma caixa de ressonância. Diferentes notas musicais são produzidas tangendo uma das cordas, podendo-se ou não alterar o seu comprimento efetivo, pressionando-a com os dedos em diferentes pontos do braço do violão. A respeito da geração de sons por esse instrumento são feitas quatro afirmações:

I. Cordas mais nas, mantidas as demais propriedades constantes, são capazes de produzir notas mais agudas.

II. O aumento de 1,00% na tensão aplicada sobre uma corda acarreta um aumento de 1,00% na frequência fundamental gerada.

III. Uma corda de nylon e uma de aço, afinadas na mesma frequência fundamental, geram sons de timbres distintos.

IV. Ao pressionar uma corda do violão, o musicista gera um som de frequência maior e comprimento de onda menor em comparação ao som produzido pela corda tocada livremente.

Considerando V como verdadeira e F como falsa, as afirmações I, II, III e IV são, respectivamente,

O gráfico da energia potencial (E_p) de uma dada partícula em função de sua posição x é apresentado na figura abaixo.

Quando a partícula é colocada com velocidade nula nas posições x₁, x₂, x₃, x₄ e x₅, esta permanece em repouso de acordo com a 1ª Lei de Newton. Considerando essas informações, caso haja uma perturbação sobre a partícula, ela poderá oscilar em movimento harmônico simples em torno das posições

Um bloco de massa m, apoiado em uma superfície horizontal, é acoplado a uma mola de constante elástica k. A outra extremidade da mola é fixada em uma parede vertical. O bloco que, inicialmente encontrava-se em repouso em relação à superfície horizontal, sofre em um instante de tempo uma pequena perturbação provocada por uma força externa F e passa a descrever um movimento harmônico simples (MHS) em relação à sua posição original de equilíbrio (posição em que a mola não se encontrava deformada). Sendo A a amplitude do movimento harmônico simples do bloco e X o deslocamento do bloco em relação à sua posição de equilíbrio, o módulo da velocidade linear v do bloco pode ser obtido através da expressão:

Observação: Despreze quaisquer efeitos dissipativos associados ao sistema físico em questão.

Sobre o conhecimento de ondas, julgue os itens a seguir, atribua (V) ou (F) e marque a alternativa correta.

( ) A luz é uma onda eletromagnética formada por campos elétricos e magnéticos variando no tempo e no espaço e que, no vácuo, são paralelos entre si.

( ) As ondas sonoras não se propagam na água.

( ) O som possui qualidades diversas que o ouvido humano normal é capaz de distinguir. É através do timbre, por exemplo, que a nota Dó emitida por um violino e por uma flauta são distinguidas.

( ) Há produção de uma onda eletromagnética ao acelerar uma carga elétrica.

( ) A distância entre os pontos A e B da figura a seguir vale 10 cm e a onda se propaga numa corda com uma frequência de 20 Hz. Neste caso, sua velocidade de propagação é de 2m/s.

Duas ondas senoidais propagam-se em uma corda horizontal. As equações das duas ondas são y₁ = Acos(2x-3t) e y₂ = Acos(2x+3t) , onde y representa o deslocamento vertical de um ponto x da corda (medido em metros) no tempo t (medido em segundos). Das sobreposições dessas duas ondas resulta

Ana brinca em um balanço, enquanto segura um diapasão vibrando a 520 Hz. O ponto mais alto de sua trajetória pendular está a 1,25 metros de altura em relação ao ponto mais baixo. Enquanto isso, Beatriz, de altura semelhante a Ana e localizada em um ponto distante à frente do brinquedo, corre em direção à amiga com velocidade constante de 2 m/s. Supondo que o movimento oscilatório de Ana ocorre sem perda de energia, qual valor mais se aproxima da maior frequência que Beatriz irá ouvir durante sua trajetória? Considere g = 10 m/s² e v_som=343 m/s.

A fim de realizar um projeto multidisciplinar sobre os instrumentos musicais nas disciplinas de Arte e Física, os alunos foram orientados a emitir sons e captar os seus espectros sonoros por meio de programas de computador. Um exemplo é o da imagem a seguir, que se refere à duração de 0,025 segundos do espectro sonoro da clarineta para uma determinada nota musical.

Considerando que a velocidade do som no ar seja de 340 m/s, pode-se dizer que o comprimento de onda, em metros, seja de:

A altura de um som musical corresponde à sensação que permite distinguir os sons mais graves dos mais agudos. Qual é, então, a característica física de uma onda sonora associada à altura do som?

As cordas da guitarra elétrica produzem o som devido a aplicação das Leis de Faraday e de Lens. Levando em consideração essas duas leis, as cordas da guitarra NÃO podem ser de:

Um pêndulo simples é colocado em um elevador. Quando o elevador está parado o período de oscilação do pêndulo simples é de 1,5 s. Pode-se afirmar que: