Questões de Concurso sobre Ondulatória

A classificação quanto à natureza e quanto à direção de propagação das ondas causadas pelo vento na superfície de um lago, vistas por um observador que passeia à beira desse lago, é, respectivamente:

No estudo de ondulatória, um dos fenômenos mais abordados é a reflexão de um pulso numa corda. Quando um pulso transversal propagando-se em uma corda devidamente tensionada encontra uma extremidade fixa, o pulso retorna à mesma corda, em sentido contrário e com

Como mostra a figura acima, um microfone M está pendurado no teto, preso a uma mola ideal, verticalmente acima de um alto-falante A, que produz uma onda sonora cuja frequência é constante. O sistema está incialmente em equilíbrio. Se o microfone for deslocado para baixo de uma distancia d e depois liberado, a frequência captada pelo microfone ao passar pela segunda vez pelo ponto de equilíbrio será:

Dados:

• frequência da onda sonora produzida pelo alto-falante: f

• constante elástica da mola: k

• massa do microfone: m; e

• velocidade do som: v_s

Um professor de música esbraveja com seu discípulo: “Você não é capaz de distinguir a mesma nota musical emitida por uma viola e por um violino!”. A qualidade do som que permite essa distinção à que se refere o professor é a (o)

Quando uma fonte emite um som e existe um movimento relativo entre a fonte e o receptor do som, a frequência do som percebido pelo receptor é diferente da frequência emitida pela fonte, sendo este fenômeno chamado de Efeito Doppler. Considerando este efeito podemos afirmar que:

Um tubo sonoro aberto nas duas extremidades, emite uma frequência de 680Hz para o sexto harmônico. Sabendo que a velocidade do som emitido vale 340m/s, qual é o comprimento do tubo?

Um garoto amarra uma das extremidades de uma corda em uma coluna fixada ao chão e resolve brincar com ela executando um movimento vertical de sobe e desce na extremidade livre da corda, em intervalos de tempos iguais, produzindo uma onda de pulsos periódicos, conforme mostrado na figura. Sabendo que a frequência da onda formada na corda é de 5,0 Hz, determine a velocidade dessa onda, em m/s.

Um pêndulo simples de massa m e haste rígida de comprimento h é articulado em torno de um ponto e solto de uma posição vertical, conforme a Figura 1. Devido à gravidade, o pêndulo gira atingindo uma membrana ligada a um tubo aberto em uma das extremidades, de comprimento L e área da seção transversal S (Figura 2). Após a colisão de reduzida duração, Δt, o pêndulo recua atingindo um ângulo máximo θ (Figura 3). Sejam ρ a densidade de equilíbrio do ar e c a velocidade do som. Supondo que energia tenha sido transferida somente para a harmônica fundamental da onda sonora plana no tubo, assinale a opção com a amplitude da oscilação das partículas do ar.

0 período de um pêndulo é de 3,0 s quando a medida é feita no referencial no qual o pêndulo está em repouso. Entretanto, quando essa mesma medida é feita por um observador movendo-se a 0,95c em relação a esse mesmo pêndulo, ele encontra um período de:

Um dado relógio de pêndulo simples, feito de um fio metálico e uma pequena massa em sua extremidade, está sujeito a mudanças de temperatura no laboratório. Considerando pequenas amplitudes, a frequência de oscilação vai:

Com a tecnologia dos dispositivos eletrônicos móveis o desenvolvimento de experimentos caseiros de baixo custo com razoável precisão se mostra como um interessante paradigma de ensino. Abaixo um experimento simples com um tablet dentro de uma sacola (disposto paralelamente ao chão para reduzir os efeitos de corpo extenso), configurando um pêndulo simples. A distância do dispositivo ao ponto de fixação é de cerca de 40cm. Os dados de leitura do acelerômetro do dispositivo foi realizado por meio de um aplicativo. A janela de dados de pouco mais de 8s considerada faz com que os efeitos de dissipação por atrito sejam menos significativa. Com o ajuste por mínimos quadrados se obteve a função a=0,85sen(4,9t).

Figura: dados do acelerômetro colhidos para um pêndulo construído com um Ipad (disposto horizontalmente) em uma sacola e o software PASCO oscilando em uma sacola com comprimento de 40cm. Os dados foram coletados em uma amostragem de 200Hz.

Considerando o modelo de pêndulo simples ideal esse experimento permite calcular o valor para a aceleração da gravidade como sendo aproximadamente:

Ao caminhar por uma calçada, um pedestre ouve o som da buzina de um ônibus, que passa na via ao lado e se afasta rapidamente. O pedestre observou nitidamente que quando o ônibus se afastou houve uma brusca variação na altura do som. Este efeito está relacionado ao fato de que houve variação:

O universo é um grande laboratório onde transformações estão ocorrendo a todo instante, como as explosões que permitem o surgimento (nascimento) e/ou a morte de estrelas e outros corpos celestes. Em uma noite de céu límpido, é possível observar a luz, proveniente de diferentes estrelas, muitas das quais possivelmente já não mais existem. Sabendo que as ondas eletromagnéticas correspondentes ao brilho destas estrelas percorrem o espaço interestelar com a velocidade máxima de 300.000 km/s, podemos afirmar que não ouvimos o barulho destas explosões porque: