Resolução De Exer...gualter- Completa - parte II – ondulatória tópico 2

Resolução De Exer...gualter- Completa - parte II – ondulatória tópico 2

(Parte 1 de 6)

163Tópico 2 – Ondas

1 E.R. Por que é impossível ouvirmos, aqui na Terra, uma explosão solar?

Resolução: As ondas sonoras, sendo ondas mecânicas, não se propagam no vácuo que separa o Sol da Terra.

2 Quando uma onda se propaga de um local para outro, necessariamente ocorre: a) transporte de energia. b) transformação de energia. c) produção de energia. d) movimento de matéria. e) transporte de matéria e energia.

Resolução: Na propagação de uma onda ocorre transporte de energia.

Resposta: a

3 Das ondas citadas a seguir, qual delas não é onda eletromagnética? a) Infravermelho. d) Ondas de rádio. b) Radiação gama. e) Ultrassom. c) Ondas luminosas.

Resolução: O ultrassom é uma onda sonora, sendo do tipo mecânica.

Resposta: e

4 No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas possuem: a) mesma frequência. b) mesma amplitude. c) mesmo comprimento de onda. d) mesma quantidade de energia. e) mesma velocidade de propagação.

Resolução: No vácuo, todas as ondas elétomagnéticas têm em comum a mesma velocidade (300000 km/s).

Resposta: e

5 Das ondas citadas a seguir, qual é longitudinal? a) Ondas em cordas tensas. b) Ondas em superfície da água. c) Ondas luminosas. d) Ondas eletromagnéticas. e) Ondas sonoras propagando-se no ar.

Resolução: Das citadas, apenas as ondas sonoras que se propagam no ar são ondas longitudinais.

Resposta: e

6 Analise as seguintes afirmativas: I. O som é onda mecânica. I. A luz é onda eletromagnética. I. A luz pode ser onda mecânica. IV. O som pode propagar-se no vácuo. V. A luz pode propagar-se no vácuo.

São verdadeiras: a) I, I e II. b) I, I e IV. c) I, II e V. d) I, I e V. e) todas as afirmativas.

Resolução: l. Verdadeira. l. Verdadeira. l. Falsa.

A luz é sempre onda eletromagnética. lV. Falsa.

Sendo uma onda mecânica, o som precisa de apoio material para se propagar. Assim, o som não se propaga no vácuo. V. Verdadeira.

Resposta: d

7 Analise as afirmativas: I. Toda onda mecânica é sonora. I. As ondas de rádio, na faixa de FM (Frequência Modulada), são transversais.

I. Abalos sísmicos são ondas mecânicas. IV. O som é sempre uma onda mecânica, em qualquer meio. V. As ondas de rádio AM (Amplitude Modulada) são ondas mecânicas.

São verdadeiras: a) I, I e II. d) II, IV e V. b) I, I e V. e) I, IV e V. c) I, II e IV.

Resolução: l. Falsa.

Ondas em cordas são mecânicas, mas não sonoras. l. Verdadeira.

Todas as ondas de rádios são eletromagnéticas e, portanto, transversais. l. Verdadeira. lV. Verdadeira. V. Falsa.

Resposta: c

8 Quais das ondas a seguir não se propagam no vácuo? a) Raios laser (light amplification by stimulated emission of radiation). b) Ondas de rádio. c) Micro-ondas. d) Ondas de sonar (sound navegation and ranging). e) Ondas de calor (raios infravermelhos).

Resolução: Das ondas citadas, apenas as ondas de sonar são ondas mecânicas, que não se propagam no vácuo.

Resposta: d

Tópico 2

164PARTE I – ONDULATÓRIA

9 (PUC-SP) As estações de rádio têm, cada uma delas, uma frequência fixa e própria na qual a transmissão é feita. A radiação eletromagnética transmitida por suas antenas é uma onda de rádio. Quando escutamos uma música, nossos ouvidos são sensibilizados por ondas sonoras.

Sobre ondas sonoras e ondas de rádio, são feitas as seguintes afir- mações: I. Qualquer onda de rádio tem velocidade de propagação maior do que qualquer onda sonora.

I. Ondas de rádio e ondas sonoras propagam-se em qualquer meio, tanto material quanto no vácuo.

I. Independentemente de a estação de rádio transmissora ser AM ou

FM, a velocidade de propagação das ondas de rádio no ar é a mesma e vale aproximadamente 3,0 · 10 m/s.

Está correto o que se afirma apenas em:

a) I. b) I. c) I e I. d) I e I. e) I e I.

Resolução: l. Correto.

As ondas de rádio são ondas eletromagnéticas e as ondas sonoras são ondas mecânicas. No ar, as ondas eletromagnéticas se propagam com velocidade aproximada de 300000 km/s e as ondas sonoras, com aproximadamente 340 m/s. l. Incorreto.

Ondas mecânicas (ondas sonoras) não se propagam no vácuo. l. Correto.

Resposta: d

10 Vê-se um relâmpago; depois, ouve-se o trovão. Isso ocorre porque: a) o som se propaga no ar. b) a luz do relâmpago é muito intensa. c) a velocidade do som no ar é de 340 m/s. d) a velocidade do som é menor que a da luz. e) se esse fenômeno ocorresse no vácuo, o som do trovão e a luz do relâmpago chegariam juntos.

Resolução: No ar, o som tem velocidade (340 m/s) menor que a da luz (300000 km/s).

Resposta: d

1 (Unesp-SP) Uma das características que diferem ondas transversais de ondas longitudinais é que apenas as ondas transversais podem ser: a) polarizadas. b) espalhadas. c) refletidas. d) refratadas. e) difratadas.

Resolução: A polarização é um fenômeno que ocorre exclusivamente com ondas transversais.

Resposta: a

12 Um professor de Física que ministrava a primeira aula sobre Ondas dava exemplos de ondas eletromagnéticas. Ele dizia: “São exemplos de ondas eletromagnéticas as ondas de rádio, a luz, as ondas de radar, os raios X, os raios γ”. Um aluno entusiasmado completou a lista de exemplos, dizendo: “Raios α, raios β e raios catódicos”. Pode-se afirmar que: a) pelo menos um exemplo citado pelo professor está errado. b) todos os exemplos citados pelo professor e pelo aluno estão corretos. c) apenas um exemplo citado pelo aluno está errado. d) os três exemplos citados pelo aluno estão errados. e) há erros tanto nos exemplos do professor quanto nos do aluno.

Resolução: O aluno errou os três exemplos. Raios α são núcleos de um dos isótopos do hélio; raios β e raios catódicos são constituídos de elétrons. Portanto, são partículas e não ondas.

Resposta: d

13 (UFG-GO) As ondas eletromagnéticas foram previstas por Maxwell e comprovadas experimentalmente por Hertz (final do século XIX). Essa descoberta revolucionou o mundo moderno. Sobre as ondas eletromagnéticas, são feitas as afirmações: I. Ondas eletromagnéticas são ondas logitudinais que se propagam no vácuo com velocidade constante c = 3,0 · 10 m/s.

I. Variações no campo magnético produzem campos elétricos variáveis que, por sua vez, produzem campos magnéticos também dependentes do tempo e assim por diante, permitindo que energia e informações sejam transmitidas a grandes distâncias.

I. São exemplos de ondas eletromagnéticas muito frequentes no cotidiano: ondas de rádio, ondas sonoras, micro-ondas e raio X.

Está correto o que se afirma em: a) I apenas. b) I apenas. c) I e I apenas. d) I e I apenas. e) I e II apenas.

Resolução: l - Incorreto.

As ondas eletromagnéticas são transversais. l - Correto. l - Incorreto. Ondas sonoras são ondas mecânicas.

Resposta: b nativa correta. I. Elétrons em movimento vibratório podem fazer surgir ondas de rádio e ondas de luz.

I. Ondas de rádio e ondas de luz são ondas eletromagnéticas. I. Ondas de luz são ondas eletromagnéticas e ondas de rádio são ondas mecânicas.

a) Somente I é verdadeira. b) Somente I é verdadeira. c) Somente I é verdadeira. d) Somente I e I são verdadeiras. e) Somente I e I são verdadeiras.

165Tópico 2 – Ondas

Resolução: l. Correta.

As emissões eletromagnéticas derivam de cargas elétricas aceleradas. l. Correta. l. Incorreta. Ondas de rádio também são ondas eletromagnéticas.

Resposta: d

15 (FMTM-MG) Sir David Brewster (1781-1868), físico inglês, realizou estudos experimentais sobre reflexão, refração e polarização da luz. Sobre estudos da polarização da luz, mostrou que esse fenômeno é característico de ondas: I. longitudinais e pode ocorrer por difração ou por meio de polarizadores;

I. transversais e pode ocorrer por reflexão ou transmissão; I. transversais ou longitudinais e pode ocorrer por interferência ou transmissão.

Está correto o contido em: a) I apenas. c) I apenas. e) I, I e I. b) I apenas. d) I e I apenas.

Resolução: l. Incorreto.

Somente podem ser polarizadas as ondas transversais. l. Correto. l. Incorreto.

Resposta: b

16 (ITA-SP) Luz linearmente polarizada (ou plano-polarizada) é aquela que: a) apresenta uma só frequência. b) se refletiu num espelho plano. c) tem comprimento de onda menor que o da radiação ultravioleta. d) tem a oscilação, associada a sua onda, paralela a um plano. e) tem a oscilação, associada a sua onda, na direção de propagação.

Resolução: Luz linearmente polarizada é aquela que apresenta vibrações paralelas a um determinado plano.

Resposta: d

17 E.R. A figura representa um trecho de uma onda que se propaga a uma velocidade de 300 m/s:

2,25 cm

1,6 cm

Para esta onda, determine: a) a amplitude; b) o comprimento de onda; c) a frequência; d) o período.

Resolução: a) A amplitude (A) é a distância entre o nível de referência (linha horizontal tracejada) e a crista da onda.

Assim:

A = 1,6 cm2 ⇒A = 0,80 cm b) O comprimento de onda (λ) é a distância entre duas cristas (ou dois vales) consecutivos.

2,25 cm

Assim:

λ + λ2 = 2,25

1,5 λ = 2,25 ⇒λ = 1,5 cmouλ = 1,5 · 10 m c) Usando a equação da propagação das ondas, temos:

v = λ f 300 = 1,5 · 10 · f f = 20 0 Hz = 20 kHz d) O período de uma onda é o inverso da sua frequência.

T = 5,0 · 10 s

18 O gráfico a seguir mostra a variação da elongação de uma onda transversal com a distância percorrida por ela:

Elongação (cm)

Qual o comprimento de onda e qual a amplitude dessa onda? Resolução:

Elongação (cm)

166PARTE I – ONDULATÓRIA

Amplitude (A) A = 2 cm

Comprimento de onda (λ): λ = 4 cm

Resposta: 4 cm; 2 cm

19 A figura representa a propagação de uma onda ao longo de uma corda com frequência de 20 Hz.

0,75 m

0,20 m

Qual a velocidade de propagação dessa onda?

Resolução:

3 λ2 = 0,75 λ = 0,50 m Assim: v = λ f v = 0,50 · 20 v = 10 m/s

Resposta: 10 m/s

20 (UFPI) A figura abaixo mostra um pulso movendo-se para a direita, ao longo de uma corda.

A direção do movimento do ponto x da corda, neste momento, está mais bem representada na alternativa: a) c) e) b) d)

Resolução: Enquanto a onda passa pelo ponto X, este oscila verticalmente para cima e para baixo. No momento indicado o ponto X encontra-se descendo.

Resposta: b

21 (Fatec-SP) Uma onda se propaga numa corda, da esquerda para a direita, com frequência de 2,0 hertz, como é mostrado na figura.

10 cm 10 cm

De acordo com a figura e a escala anexa, é correto afirmar que: a) o período da onda é de 2,0 s. b) a amplitude da onda é de 20 cm. c) o comprimento da onda é de 20 cm. d) a velocidade de propagação da onda é de 80 cm/s. e) todos os pontos da corda se movem para a direita.

Resolução: Da figura temos:

A10 cm 10 cm

Comprimento de onda

Amplitude λ λ = 40 cm A = 10 cm

Utilizando-se a equação fundamental da ondulatória: V = λ f, vem: v = 40 · 2,0 (cm/s) v = 80 cm/s

Resposta: d

2 E.R. Qual é a frequência de uma onda luminosa, monocromática e de comprimento de onda igual a 6 · 10 Å, quando ela se propaga no ar? Dado: velocidade da luz no ar = 3 · 10 m/s

Resolução: A relação entre a frequência (f), o comprimento de onda (λ) e a velocidade (v) de uma onda, quando ela se propaga num determinado meio, é:

v = λ f

Assim, sendo v = 3 · 10 m/s, 1 Å = 10 m e λ = 6 · 10 Å = 6 · 10 m, temos:

3 · 10 = 6 · 10f ⇒f = 5 · 10 Hz

167Tópico 2 – Ondas

23 Para atrair um golfinho, um treinador emite um ultrassom com frequência de 25 0 Hz, que se propaga na água a uma velocidade de 1 500 m/s. Qual é o comprimento de onda desse ultrassom na água? Resolução: v = λ f 1500 = λ · 25000 λ = 0,06 m λ = 6,0 cm

Resposta: 6,0 cm

24 Os modernos fornos de micro-ondas usados em residências utilizam radiação eletromagnética de pequeno comprimento de onda para cozinhar os alimentos. A frequência da radiação utilizada é de aproximadamente 2 500 MHz. Sendo 300 0 km/s a velocidade da luz no vácuo, qual é, em centímetros, o valor aproximado do comprimento de onda das radiações utilizadas no forno de micro-ondas?

Resolução: f = 2500 M Hz = 2,5 · 10 Hz v = 300000 kms = 3,0 · 10 cm/s

Sendo: V = λ f Temos: 3,0 = λ · 2,5 · 10 λ = 12 cm

Resposta: 12 cm

25 Uma emissora de rádio, na faixa de FM (Frequência Modulada), transmite utilizando ondas de 3,0 m de comprimento. Sendo 3,0 · 10 m/s a velocidade das ondas eletromagnéticas no ar, qual a frequência dessa emissora de rádio? Dê a resposta em MHz.

Resolução: v = λ f 3,0 · 10 = 3,0 f f = 1 · 10 Hz Como:

1 M Hz = 10 Hz Então:

f = 100 MHz

Resposta: 100 MHz

26 (Unicenp-PR) O físico que se especializa na área médica desenvolve métodos e aparelhos para diagnóstico, prevenção e tratamento de diversas anomalias ou doenças. O grande poder de penetração das radiações eletromagnéticas de determinadas frequências possibilitou a criação de procedimentos médicos como a tomografia computadorizada, a mamografia e a densitometria óssea. Contudo, certas ondas mecânicas também podem fornecer informações sobre o interior do corpo humano, revelando o sexo dos bebês antes do nascimento ou facilitando diagnósticos cardíacos: os ecocardiogramas. A radiação eletromagnética e a onda mecânica que comumente permitem a realização dos exames médicos citados são, respectivamente: a) raios “gama” e infrassom. b) raios infravermelhos e ultrassom. c) raios ultravioleta e raios “X”. d) raios “X” e ultrassom. e) ondas de rádio e infrassom.

Resolução: Os raios X são as principais ondas eletromagnéticas utilizadas em procedimentos médicos. Os ultrassons são as ondas mecânicas utilizadas nos ecocardiogramas.

Resposta: d

27 (PUC-SP) Em dezembro de 2004, um terremoto no fundo do oceano, próximo à costa da ilha de Sumatra, foi a perturbação necessária, para a geração de uma onda gigante, uma tsunami. A onda arrasou várias ilhas e localidades costeiras na Índia, no Sri Lanka, na Indonésia, na Malásia, na Tailândia, dentre outras. Uma tsunami de comprimento de onda 150 quilômetros pode se deslocar com velocidade de 750 km/h. Quando a profundidade das águas é grande, a amplitude da onda não atinge mais do que 1 metro, de maneira que um barco nessa região praticamente não percebe a passagem da onda. Quanto tempo demora para um comprimento de onda dessa tsunami passar pelo barco? a) 0,5 min d) 30 min b) 2 min e) 60 min c) 12 min

Resolução: v = 750 km/h

Δs = λ = 150 km

Assim:

v = Δs

Δt ⇒ 750 = 150 Δt

Δt = 0,2 h = 12 min

Resposta: c

28 Vivemos mergulhados em radiações. No vasto espectro das ondas eletromagnéticas, apenas uma pequena porção é percebida pelo nosso limitado aparelho sensorial, além do visível, o Universo, como descobrimos nas últimas décadas, está repleto de fontes de raios X, raios γ, ultravioleta, infravermelho e ondas de rádio.

(Scientifi c American Brasil – n. 10 – mar. 2003)

Grote Reber, engenheiro norte-americano de Illinois, foi um dos precursores da radioastronomia. Utilizando parcos recursos próprios, desenvolveu um refletor parabólico com nove metros de diâmetro para captação de sinais de rádio oriundos do espaço. Esse refletor foi instalado no quintal de sua casa e, em 1939, tendo ajustado seu equipamento para o comprimento de onda de 1,9 m detectou sinais provenientes do centro da Via-Láctea. Adotando-se para o módulo de velocidade de propagação das ondas de rádio o valor de c = 3,0 · 10 m/s, é correto afirmar que a frequência dos sinais captados por Reber, do centro da Via-Láctea, é mais próxima de: a) 1,4 · 10 Hz. c) 1,8 · 10 Hz. e) 2,2 · 10 Hz. b) 1,6 · 10 Hz. d) 2,0 · 10 Hz.

Resolução: v = λ f 3,0 · 10 = 1,9 · f

Resposta: b

168PARTE I – ONDULATÓRIA

29 (UCSAL-BA) Uma onda periódica, de período igual a 0,25 s, se propaga numa corda conforme a figura abaixo.

(Parte 1 de 6)

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