Questões de Concurso sobre Ondulatória

Dentro da programação do Mês Nacional de Ciência e Tecnologia (MNCT) do ano 2022, foi realizado o evento INPE Portas Abertas. Nesse evento, em um dos laboratórios do INPE, um pesquisador reproduziu a experiência de verificação da interferência da luz do cientista Thomaz Young para um grupo de pessoas.

Para realizar a experiência, o pesquisador dispôs de duas fendas separadas por uma distância de 0,4 mm colocadas a uma distância de 0,8 cm de uma tela, em que pôde observar as franjas de interferência. Uma das pessoas do grupo era um estudante de engenharia que ficou curioso em saber qual seria a distância entre a segunda franja escura e a quarta franja escura que apareceram na tela. Então, utilizando um paquímetro do laboratório, o estudante realizou a medida entre a segunda franja escura e a quarta franja escura.

Sabendo que as fendas foram iluminadas por luz coerente de comprimento de onda igual a 500nm, a medida encontrada pelo estudante de engenharia, em metros, foi igual a

Um carro de polícia está parado no acostamento de uma rodovia emitindo um som de sirene. O motorista de um carro que se aproxima da polícia percebe o som da sirene com uma frequência 5% maior que a emitida. A velocidade do som no ar é de 340,0 m/s. Considerando essa situação, determine a velocidade do carro e assinale a alternativa correta.

Os espectros eletromagnéticos, manifestações da natureza ondulatória da luz, delineiam uma extensa gama de fenômenos físicos, abrangendo desde as ondas de rádio de baixa frequência, que são caracterizadas por oscilações de longo comprimento de onda, até os raios gama de alta energia, com oscilações de curto comprimento de onda, refletindo a interação intrincada entre a matéria e a energia em escalas macroscópicas e subatômicas, que podem ser discernidas e analisadas por meio de técnicas espectroscópicas avançadas, empregadas em uma variedade de campos científicos e tecnológicos.

Ao se provocar uma oscilação em uma corda com um sistema de vibração automático, produz‐se uma frequência de 300 rpm. Sabendo que o comprimento de onda é de 3 cm, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da velocidade de propagação da onda em m/s.

Se pararmos para refletir sobre o conhecimento científico que temos hoje, podemos concluir que todo conhecimento sobre as ondas eletromagnéticas que adquirimos até agora foi adquirido teoricamente apenas analisando as equações do Maxwell que é a base de todo estudo da luz.

Uma fonte pontual emite som isotropicamente com uma potência de 16W. Se esse som é interceptado por um microfone distante d = 100 m da fonte, em uma área de 0,320 cm²? a potência recebida, em nanowatts, é de:

Deseja-se estabelecer um enlace de micro-ondas na frequência de 10 GHz em visibilidade entre dois prédios P1 e P2. Duas torres idênticas serão instaladas no topo dos prédios de tal forma que as antenas sejam posicionadas a uma altura ℎ_𝑇 acima do topo dos prédios.

Na visada do enlace existe um obstáculo do tipo gume-de-faca com altura ℎ_𝑜 e distante 𝑑₂ de P2. Sabe-se que um enlace é considerado em visibilidade quando a distância vertical (𝐻) entre a linha de visada e o obstáculo é maior do que 60% do raio da primeira zona de Fresnel ($R=\sqrt{\frac{\lambda d_1{d}_2}{d_1+d_2}}$ ) na posição do obstáculo, onde 𝜆 é o comprimento de onda.

Na condição de Terra plana, o valor de ℎ_𝑇 é igual a

A velocidade da luz (aproximadamente 300.000km/s) é bastante superior à velocidade do som, que atinge cerca de 340m/s (1224km/h). Em tempestades, é possível notar que primeiro visualiza-se o raio e, após algum tempo, o trovão pode ser ouvido. A respeito do assunto, assinalar a alternativa INCORRETA.

A velocidade de propagação da luz do laser no humor aquoso é igual a 2,0 × 10⁸ m/s.

Analise as figuras abaixo.

As figuras acima representam um bloco de massa m que está preso a uma mola ideal de comprimento natural L e constante elástica k. Em equilíbrio, a lateral direita do bloco está a uma distância x₁ da parede. Sob a ação de uma força externa F, o bloco é deslocado, ao longo do plano, para uma nova posição, tal que a sua lateral direita está a uma distância x₂ da parede. Ao ser liberado dessa posição, o bloco executa um movimento harmônico simples (MHS). Assinale a opção que apresenta a energia cinética do bloco, em joules, na posição em que a lateral direita do bloco está a uma distância x₃ da parede.

Dados: θ = 30º; m = 2,00 kg; k = 5,00 x 10² N/m; x₂ - x₁ = 5,00 cm; x₃ = L; e g = 10,0 m/s².

Considerando que o som se propaga no ar com velocidade v_s e que o ar está em repouso em relação ao solo, a relação v₁/v₂ é:

A abordagem ondulatória permite relacionar a energia emitida na forma de radiação por um corpo com a sua temperatura. Como é denominado o princípio que "permite observar que a energia total emitida por um corpo é função da quarta potência da sua temperatura"?

Com base no relato de caso e nos conceitos fundamentais de uma onda periódica, assinale a alternativa que apresenta corretamente a amplitude da onda observada por Sofia.

Um pêndulo simples e um sistema massa-mola são levados da Terra até a Lua. Comparando o período das oscilações do pêndulo e do sistema massa-mola na Lua com os seus períodos de oscilações na Terra, é CORRETO afirmar que:

Há uma lenda urbana em que o forno de micro-ondas causa câncer; entretanto, isso não é verdade. Ainda não é comprovado cientificamente que essas ondas possam causar o aparecimento de um tumor. Além disso, esse eletrodoméstico é construído por meio de técnicas que impedem o vazamento dessa radiação. O mesmo vale para comidas esquentadas nesse utensílio: consumi-las não aumenta as chances de desenvolver a doença.

(https://revista.abrale.org.br/forno-de-micro-causa-cancer/)

A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas dentro de um micro-ondas é de aproximadamente 2,8.10⁸ m/s e o comprimento de onda da radiação descrita no texto é de 14 cm. Em unidades do sistema internacional, a frequência dessas micro-ondas é de

Na famosa experiência de Young, um feixe de luz incide sobre uma placa com duas fendas estreitas. O que acontece com o padrão de interferência observado na tela posicionada além das fendas quando a distância entre as fendas é aumentada?

Luz com 650 nm de comprimento de onda incide perpendicularmente em um filme fino de sabão, que tem índice de refração igual a 1,30. Sabendo que esse filme está suspenso no ar, qual a menor espessura que esse filme deve ter para que as ondas refletidas por ele sofram interferência construtiva?

A saúde do professor: acústica arquitetônica

Dentre os parâmetros acústicos que afetam a inteligibilidade dos sons emitidos em ambientes fechados, destacam-se o ruído de fundo do ambiente e o decréscimo do nível sonoro com a distância da fonte emissora. Assim, sentar-se no fundo da sala de aula pode prejudicar a aprendizagem dos estudantes, por impedir que eles distingam, com precisão, os sons emitidos, diminuindo a inteligibilidade da fala de seus professores. Considere a situação exemplificada pelo infográfico: à distância de 1 metro, o nível sonoro da fala de um professor é de 60 dB e diminui com a distância. Considere, ainda, que o ruído de fundo nessa sala de aula pode chegar a 45 dB e que, para ser compreendida, o nível sonoro da fala do professor deve estar 5 dB acima desse ruído.

Para um valor máximo do ruído de fundo, a maior distância que um estudante pode estar do professor para que ainda consiga compreender sua fala é mais próxima de

Uma ambulância em alta velocidade com a sirene ligada desloca-se em direção a um radar operado por uma pessoa. O radar emite ondas de rádio com frequência f ₀ que são refletidas pela dianteira da ambulância, retornando para o detector com frequência f _r . A percepção do operador do radar, em relação ao som emitido pela sirene, é de que este se altera à medida que a ambulância se aproxima ou se afasta.

Durante a aproximação, como o operador percebe o som da sirene e qual é a relação entre as frequências f _r e f ₀ medidas pelo radar?

A frequência da luz do laser é aproximadamente igual a 4,8 × 10¹⁴ Hz.