F2_semana29

Prévia do material em texto

FÍSICA 2: SEMANA 29 
Conteúdo: Fenômenos Ondulatórios II 
Próxima semana: Fenômenos Ondulatórios III 
 
QUESTÕES TRADICIONAIS 
 
1. (ENEM) Uma ambulância A em movimento retilíneo e uniforme aproxima-se de um 
observador O, em repouso. A sirene emite um som de frequência constante fA. O 
desenho ilustra as frentes de onda do som emitido pela ambulância. O observador 
possui um detector que consegue registrar, no esboço de um gráfico, a frequência da 
onda sonora detectada em função do tempo fo(t), antes e depois da passagem da 
ambulância por ele. 
 
Qual esboço gráfico representa a frequência fo(t) detectada pelo observador? 
 
2. (ENEM) O morcego emite pulsos de curta duração de ondas ultrassônicas, os quais 
voltam na forma de ecos após atingirem objetos no ambiente, trazendo informações a 
respeito das suas dimensões, suas localizações e dos seus possíveis movimentos. 
Isso se dá em razão da sensibilidade do morcego em detectar o tempo gasto para os 
ecos voltarem, bem como das pequenas variações nas frequências e nas intensidades 
dos pulsos ultrassônicos. Essas características lhe permitem caçar pequenas presas 
mesmo quando estão em movimento em relação a si. Considere uma situação 
unidimensional em que uma mariposa se afasta, em movimento retilíneo e uniforme, 
de um morcego em repouso. A distância e velocidade da mariposa, na situação 
descrita, seriam detectadas pelo sistema de um morcego por quais alterações nas 
características dos pulsos ultrassônicos? 
A) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida 
diminuída. 
B) Intensidade aumentada, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida 
diminuída. 
C) Intensidade diminuída, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida 
aumentada. 
D) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida 
aumentada. 
E) Intensidade aumentada, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida 
aumentada. 
 
3. Uma fonte emite um som de frequência igual a 1000Hz. Calcular a frequência 
percebida por um observador nos seguintes casos (velocidade do som no ar = 
340m/s): 
a) fonte parada; observador movendo-se em “direção” à fonte com velocidade igual a 
170m/s; 
b) observador parado; fonte movendo-se em “direção” ao observador com velocidade 
igual a 170m/s. 
 
4. A ambulância, tocando sirene, emite um som de frequência 900Hz. Se o módulo da 
velocidade do som no ar (suposto parado) é de 330m/s, calcule a frequência aparente 
do som ouvido pelo motorista de C: 
a) antes do cruzamento do carro C com a ambulância; 
b) depois do cruzamento do carro C com a ambulância. 
 
5. Selecione a alternativa que apresenta as palavras que completam corretamente as 
lacunas a seguir: 
Ao contrário de uma onda luminosa, uma onda sonora propagando-se no ar não pode 
ser ..........................., já que é uma onda ............................. . 
A) polarizada – longitudinal. 
B) polarizada – transversal. 
C) refratada – longitudinal. 
D) refratada – transversal. 
E) difratada – longitudinal. 
 
 
 
 
QUESTÕES CONTEXTUALIZADAS 
 
6. Indique a alternativa que preenche corretamente o texto abaixo. O alarme de um 
automóvel está emitindo som de uma determinada frequência. Para um observador 
que se aproxima rapidamente desse automóvel, esse som parece ser de .... 
frequência. Ao afastar-se, o mesmo observador perceberá um som de .... frequência. 
A) maior — igual 
B) menor — maior 
C) maior — menor 
D) igual — menor 
E) igual — igual 
 
7. Quando uma estrela se afasta da Terra, em virtude do efeito Doppler, o espectro de 
sua luz, observado na Terra, desvia-se 
A) para o lado da cor vermelha; 
B) para o lado da cor violeta; 
C) para o lado da cor de maior frequência; 
D) para o lado da cor de menor comprimento de onda; 
E) para o lado da cor de maior velocidade no vácuo. 
 
8. A principal diferença entre o comportamento de ondas transversais e de ondas 
longitudinais consiste no fato de que estas: 
A) não produzem efeitos de interferência 
B) não se refletem 
C) não se refratam 
D) não se difratam 
E) não podem ser polarizadas 
 
9. As figuras abaixo ilustram um experimento muito simples que consiste em fazer um 
pulso transversal que se propaga ao longo de uma mola fina e muito longa, ao passar 
por uma fenda estreita. 
 
 
 
As figuras A, B e C procuram mostrar o seguinte: 
A) Se a direção do plano de oscilação do pulso for paralela à fenda, o pulso passa por 
ela. 
B) Se a direção do plano de oscilação do pulso for perpendicular à fenda, o pulso não 
passa pela fenda e, em vez disso, reflete-se nela. 
C) Se a direção do plano de oscilação do pulso for oblíqua à fenda, o pulso passará 
parcialmente por ela. 
Pode-se afirmar que, nesse experimento, está sendo demonstrado o fenômeno 
ondulatório da: 
A) polarização 
B) refração 
C) difração 
D) interferência 
E) dispersão 
 
10. Ao sintonizarmos uma estação de rádio ou um canal de TV em um aparelho, 
estamos alterando algumas características elétricas de seu circuito receptor. Das 
inúmeras ondas eletromagnéticas que chegam simultaneamente ao receptor, somente 
aquelas que oscilam com determinada frequência resultarão em máxima absorção de 
energia. O fenômeno descrito é a 
A) difração. 
B) refração. 
C) polarização. 
D) interferência. 
E) ressonância. 
 
QUESTÕES ESPECÍFICAS 
 
11. Quando uma ambulância, com sirene ligada, se aproxima de um observador, este 
percebe: 
A) aumento da intensidade sonora e da frequência. 
B) aumento da intensidade sonora e diminuição da frequência. 
C) mesma intensidade sonora e mesma frequência. 
D) diminuição da altura e variação no timbre sonoro. 
E) variação no timbre e manutenção da altura. 
 
12. Um trem se aproxima, apitando, a uma velocidade de 10 m/s em relação à 
plataforma de uma estação. A frequência sonora do apito do trem é 1,0 kHz, como 
medida pelo maquinista. Considerando a velocidade do som no ar como 330 m/s, 
podemos afirmar que um passageiro parado na plataforma ouviria o som com um 
comprimento de onda de: 
A) 0,32 m 
B) 0,33 m 
C) 0,34 m 
D) 33 m 
E) 340 m 
 
13. Um maestro divertia-se com o seu filho no carrossel de um parque de diversões, 
enquanto o alto-falante do parque tocava uma música. Tendo o ouvido muito sensível 
a variações de frequências, o maestro percebeu que, enquanto o carrossel girava, os 
sons emitidos pelo alto-falante se tornavam mais graves ou mais agudos, dependendo 
da posição do carrossel. A figura a seguir representa o alto-falante do parque e o 
carrossel girando nas suas proximidades. Nela são indicados os pontos I, II, III e IV; 
em dois desses pontos, o maestro percebeu mudanças na frequência do som emitido. 
 
 
 
O maestro percebeu que o som era mais grave e mais agudo, respectivamente, nos 
pontos: 
A) II e IV 
B) II e III 
C) I e IV 
D) I e III 
E) III e IV 
 
14. Considere uma estrela de uma galáxia distante da nossa e que, mesmo assim, 
conseguimos observar sua luz usando um potente telescópio. Além disso, essa estrela 
está se afastando de nosso planeta com uma velocidade considerável e constante. Em 
relação à luz que observamos da estrela, podemos afirmar que: 
A) o movimento da estrela não altera em nada o comprimento de onda que 
observamos da luz emitida pela estrela. 
B) as estrelas apenas possuem movimento de rotação em torno de seu eixo e não de 
translação. 
C) as estrelas não se movem em hipótese nenhuma. 
D) há uma mudança no comprimento de onda da luz que observamos devido ao 
movimento da estrela. 
E) o comprimento de onda observado da luz da estrela irá depender do tempo de 
observação dela. 
 
15. Dois trens A e B têm apitos idênticos. Um observador parado numa estação ouve o 
apito de A mais agudo que o de B. Qual (quais) das situações abaixo pode(m) 
viabilizar o caso proposto? 
I. Os trens A e B aproximam-se do observador. 
II. Os trens A e B afastam-se do observador. 
III. O trem B afasta-se do observador, enquanto o trem A está parado. 
IV. O trem A afasta-se do observador,enquanto o trem B está parado. 
V. O trem B afasta-se do observador, enquanto o trem A aproxima-se. 
A) Somente I e II. 
B) Somente III e IV. 
C) Somente I, II, III e V. 
D) Somente I, II e III. 
E) Somente V. 
 
QUESTÕES APROFUNDADAS 
 
16. Luz linearmente polarizada na direção y, e propagando-se ao longo da direção z, 
incide sobre uma placa transparente polarizadora (polaróide), cujo eixo forma um 
ângulo de 30° com a direção do campo elétrico da luz. Considere que a luz incidente 
tem intensidade Io e que a intensidade da luz transmitida é I. Qual o valor percentual da 
razão R = I/Io ? 
A) 75 % 
B) 67 % 
C) 45 % 
D) 30 % 
E) 17 % 
 
17. O efeito Doppler é observado somente quando: 
A) a fonte da onda emitida e o observador mantêm uma distância constante. 
B) existe um movimento relativo de aproximação ou de afastamento entre a fonte 
emissora de onda e o observador. 
C) a onda emitida pela fonte é transversal e de grande amplitude. 
D) a fonte e o observador movem-se com a mesma velocidade (vetorial), em relação 
ao meio de propagação da onda. 
E) a fonte da onda é mais veloz que a onda. 
18. Quando uma ambulância, com sirene ligada, se aproxima de um observador, este 
percebe: 
A) aumento da intensidade sonora e da frequência. 
B) aumento da intensidade sonora e diminuição da frequência. 
C) mesma intensidade sonora e mesma frequência. 
D) diminuição da altura e variação no timbre sonoro. 
E) variação no timbre e manutenção da altura. 
 
19. Uma fonte sonora em repouso, situada no ar, emite uma nota com frequência de 
440 Hz. Um observador, movendo-se sobre uma reta que passa pela fonte, escuta a 
nota com frequência de 880 Hz. Supondo a velocidade de propagação do som no ar 
igual a 340 m/s, podemos afirmar que o observador: 
A) aproxima-se da fonte com velocidade de 340 m/s. 
B) afasta-se da fonte com velocidade de 340 m/s. 
C) aproxima-se da fonte com velocidade de 640 m/s. 
D) afasta-se da fonte com velocidade de 640 m/s. 
E) aproxima-se da fonte com velocidade de 880 m/s. 
 
20. Numa piscina artificial, uma estrutura gera pulsos retos na superfície da água, na 
razão de 2 pulsos por segundo, criando ondas que se deslocam a uma velocidade de 
1,0 m/s. Rafael nada com a velocidade de 1,5 m/s, indo de encontro às ondas 
produzidas, como está representado na figura. 
 
 
 
A frequência com que Rafael perceberá as ondas retas será de 
A) 1,0 Hz. 
B) 2,0 Hz. 
C) 2,5 Hz. 
D) 4,0 Hz 
E) 5,0 Hz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gabarito 
06 07 08 09 10 
C A E A E 
11 12 13 14 15 
A A A D C 
16 17 18 19 20 
A B A A E