prova 2 lab fisica e mecanica

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1Quando um carro se aproxima de você buzinando, parece que a frequência do som diminui à medida que ele vai passando. Esse fenômeno, descrito pela primeira vez no século XIX pelo cientista austríaco Christian Doppler, denomina-se efeito Doppler. Quando existe um movimento relativo entre uma fonte sonora e um ouvinte, a frequência do som percebido pelo ouvinte é diferente da frequência do som emitido pela fonte. Sobre os fenômenos característicos das ondas sonoras, associe os itens, utilizando o código a seguir:
I- Reflexão.
II- Refração.
III- Ressonância.
IV- Ondas estacionárias.
(    ) A onda muda de sentido quando incide em uma superfície refletora.
(    ) Pode ser definido como sendo a alteração da direção da onda quando esta muda de meio condutor.
(    ) Quando a estrutura recebe uma onda sonora com frequência igual a uma das frequências naturais de oscilação, a amplitude aumenta consideravelmente.
(    ) Quando se tem uma onda mecânica viajando dentro de um espaço confinado, como um tubo, com ambas as extremidades fechadas, ocorre o fenômeno da reflexão.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
I - II - IV - III.
B
IV - III - II - I.
C
I - II - III - IV.
D
II - I - IV - III.
2Para "ver" um objeto, sua luz deve ser direcionada à retina, onde se forma a imagem. O processo é idêntico mesmo se a luz não vem de fato do objeto (ex.: a luz refletida por um espelho ou a luz refratada por uma lente). Uma imagem se forma quando raios de luz vêm ou "parecem vir" de algum ponto após interagir com (refletir em ou refratar de) um sistema ótico (espelho ou lente). Observe a imagem e analise as afirmativas a seguir:
Onde: C é o centro de curvatura; c é o vértice; r é raio de curvatura (Cc); F o foco do espelho; f a distância focal (R/2); p a distância do objeto, q a distância da imagem; h a altura do objeto e h' a altura da imagem.
I- O primeiro espelho é côncavo e o segundo é convexo.
II- No espelho côncavo, a imagem é formada dentro do espelho, uma vez que o foco é real e os raios incidentes refletem paralelamente no espelho.
III- No espelho convexo, a imagem é formada dentro do espelho, uma vez que o foco é virtual e os raios incidentes parecem divergir após a reflexão.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As afirmativas I e II estão corretas.
B
Somente a afirmativa I está correta.
C
As afirmativas I e III estão corretas.
D
As afirmativas II e III estão corretas.
3As ondas mecânicas estão divididas em dois outros subtipos: longitudinais e transversais. As ondas longitudinais são aquelas em que "o movimento das moléculas é paralelo à direção de propagação da onda" (HALLIDAY; RESNICK; WALKER, 2016, p. 120). As ondas sonoras são consideradas ondas longitudinais. As ondas transversais são aquelas nas quais o movimento das moléculas é perpendicular a sua propagação. Considerando apenas as ondas sonoras, temos como características de sua propagação as frentes de onda, que são definidas como "superfícies nas quais as oscilações produzidas pelas ondas sonoras têm o mesmo valor" (HALLIDAY; RESNICK; WALKER, 2016, p. 154). Por outro lado, raios são vetores perpendiculares às frentes de onda, que mostram a direção de propagação da onda. Perto de uma fonte pontual de ondas sonoras, as frentes de onda são sempre esféricas. Dessa forma percebemos que o som tem uma propagação tridimensional. Quanto mais longe da fonte, mais distorções são acrescentadas a essa frente de onda, de forma que, se considerarmos a fonte muito longe, as frentes de onda podem ser consideradas planas e paralelas. Uma onda sonora pode ser determina conforme imagem abaixo. Sendo assim, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Comprimento de onda (Lambda): é o tamanho do comprimento de um ciclo da onda sonora, ou seja, a distância entre dois pontos de oscilação que estão no mesmo ponto da onda. Ou seja, onde o padrão de compressões e expansões relacionados à onda sonora se repete.
(    ) Frequência (f): a frequência é a quantidade de ciclos que a onda sonora faz em um segundo. Esse parâmetro é comumente utilizado no cotidiano, principalmente quando se fala de som, pois ligamos sons agudos a altas frequências e sons graves, às baixas frequências.
(    ) Intensidade: também chamada de amplitude, essa característica está relacionada ao volume do som, ou seja, o quão intenso é a onda sonora. Na análise da forma da onda, a amplitude pode ser entendida como a maior diferença entre a posição da onda
(    ) Ruído: perturbações indesejadas acrescentadas a onda sonora, entre a sua emissão e sua captação. Há vários métodos matemáticos desenvolvidos para tentar minimizar o efeito do ruído. É considerado uma forma de incerteza.
(    ) Período (T): é o tempo que leva para uma onda fazer o seu ciclo completo. Ou seja, é o tempo que leva para que haja o deslocamento referente a um comprimento de onda. Matematicamente, o período é o inverso da frequência.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - V - V - V - V.
B
F - F - F - F - F.
C
V - V - F - F - F.
D
F - F - V - V - V.
4Sabendo-se que a relação k.x - ôhmega.t é uma relação constante, observe as expressões das ondas a seguir:
Dadas as ondas ya(x,t), yb(x,t), yc(x,t) e yd(x,t):
ya(x,t) = 2 sen(4x-2t);      yb(x,t) = sen(3x-4t)
yc(x,t) = 2 sen(3x-3t) e     yd(x,t)= sen(2x-3t)
Classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) A onda yb(x,t) possui velocidade de 3 m/s.
(    ) Em ordem crescente de velocidade podem ser representadas por yd(x,t); yb(x,t); yc(x,t) e ya(x,t).
(    ) A onda yd(x,t) possui frequência angular de 3 rad.
(    ) Em ordem decrescente de velocidade podem ser representadas por yd(x,t); yb(x,t); yc(x,t) e ya(x,t).
(    ) A frequência da onda yc(x,t) é de aproximadamente 0,48 Hz.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - V - V - F - V.
B
V - F - F - V - F.
C
F - F - V - V - F.
D
V - V - V - F - V.
5As lentes são formadas a partir de uma ou duas superfícies esféricas e podem ter dois efeitos: convergência e divergência dos raios de luz. A figura a seguir mostra alguns exemplos de tipos de lentes. Sendo assim, assinale a alternativa CORRETA que condiz com cada tipo de lente da imagem:
A
I- Bioconvexa; II- Plano Convexa; III- Convexo Côncava; IV- Menisco; V- Plano Côncava; VI- Biocôncava.
B
I- Bioconvexa; II- Plano Côncava; III- Convexo Côncava; IV- Menisco; V- Plano Convexa; VI- Biocôncava.
C
I- Biocôncava; II- Plano Convexa; III- Convexo Côncava; IV- Menisco; V- Plano Côncava; VI- Bioconvexa.
D
I- Biocôncava; II- Plano Convexa; III- Convexo Côncava; IV- Menisco; V- Plano Côncava; VI- Bioconvexa.
6As lentes são dispositivos ópticos que funcionam por refração da luz e são muito utilizadas no nosso dia a dia, como nos óculos, nas lupas, nas câmeras fotográficas, nas filmadoras e em telescópios. O material que as constitui normalmente é o vidro, mas o plástico também pode ser utilizado. As principais características desses dispositivos são a transparência e a superfície esférica. Com base na figura anexa e sobre os tipos de lentes e a sua denominação, respectivamente, associe os itens, utilizando o código a seguir:
I- Biconvexa.
II- Menisco convexo.
III- Plano-convexa.
IV- Plano-côncava.
V- Bicôncava.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
I - II - III - IV - V.
B
II - III - V - IV - I.
C
V - III - IV - II - I.
D
I - III - II - IV - V.
7Lentes e espelhos fazem parte de nosso dia a dia com uma maior frequência do que supomos. Com o advento das novas tecnologias, todos os que possuem celular possuem uma lente que carregam consigo. Sobre as vantagens das máquinas fotográficas de telefones celulares, assinale a alternativa CORRETA:
A
Embora sua grande capacidade de armazenamento, ainda perdem lugar para as máquinas portáteis tradicionais que foram desenhadas par isso.
B
Apresentam design moderno, entretanto, a relação custo x benefício vem diminuindo a capacidade das máquinas.
C
Possuem boa portabilidade, são leves e compactas, possuem funções múltiplas e podemser configuradas.
D
Difíceis de transportar em função da sensibilidade, podendo ser facilmente danificada.
8As ondas mecânicas são nada mais do que o transporte de uma perturbação por um meio. Ou seja, só existe uma onda mecânica se houver um meio por onde ela possa ser propagada. Dessa forma, precisamos essencialmente de três condições para que haja uma onda mecânica: uma fonte de perturbação, um meio (para a perturbação se propagar) e um mecanismo físico (para que as partículas do meio consigam transmitir a perturbação). Sobre as ondas mecânicas, classifique V para as opções verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Ondas sonoras.
(    ) Ondas do mar.
(    ) Ondas sísmicas.
(    ) Ondas em uma corda de violão.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - V - V - V.
B
V - V - F - F.
C
F - F - F - F.
D
F - F - V - V.
9O estudo da ondulatória são os efeitos característicos das ondas. No caso das ondas mecânicas e em especial das ondas sonoras, temos pelo menos quatro efeitos importantes. Sobre esses efeitos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Reflexão: o fenômeno da reflexão é mais conhecido na óptica geométrica com a presença de espelhos. No entanto, também é possível observar tal fenômeno com ondas mecânicas, como as ondas sonoras. O efeito acontece quando a onda incide em uma superfície refletora, o que faz com que a onda mude de sentido. A figura a seguir ilustra esse princípio.
(    ) Refração: o fenômeno da refração é caracterizado pela alteração da direção da onda quando ela passa entre meios com características diferentes. É o caso, por exemplo, da alteração do som ao passar por uma parede. Durante a refração, apenas a frequência da onda é mantida constante e alterações também na sua velocidade de deslocamento e comprimento de onda são comuns, como podemos observar na figura a seguir. Na passagem entre meios diferentes também pode ocorrer a atenuação da amplitude da onda, princípio base utilizado no planejamento isolação sonora de ambientes.
(    ) Ressonância: todas as estruturas mecânicas têm uma ou mais frequências naturais de oscilação. Quando a estrutura recebe uma onda sonora com frequência igual a uma das frequências naturais de oscilação, a amplitude aumenta consideravelmente. Há casos, como o da famosa ponte de Tacoma, nos Estados Unidos, que em 1940 foi colapsada por causa da ressonância da estrutura com o vento. Esse efeito ocorre em todas as ondas mecânicas.
(    ) Ondas estacionárias: quando temos uma onda mecânica viajando dentro de um espaço confinado, como um tubo, com ambas as extremidades fechadas, ocorre o fenômeno da reflexão da onda nas extremidades. Com isso, é gerado uma onda que é a soma das ondas incidente e refletida, e em algumas frequências geram as chamadas ondas estacionárias. Esses tipos de ondas são a base de funcionamento de vários instrumentos musicais, como instrumentos de corda (violão e violino, entre outros) e instrumentos de sopro (como flautas e oboés, por exemplo).
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - V - V - V.
B
F - V - F - V.
C
V - F - V - F.
D
F - F - F - F.
10O estudo da ondulatória são os efeitos característicos das ondas. No caso das ondas mecânicas e em especial das ondas sonoras, temos pelo menos quatro efeitos importantes. Sobre estes efeitos, analise as sentenças a seguir:
I- Refração: o fenômeno é mais conhecido na óptica geométrica com a presença de espelhos. Entretanto, também é possível observar tal fenômeno com ondas mecânicas, como as ondas sonoras. O efeito acontece quando a onda incide em uma superfície refletora, o que faz com que a onda mude de sentido.
II- Reflexão: o fenômeno é caracterizado pela alteração da direção da onda quando essa passa entre meios com características diferentes. É o caso, por exemplo, da alteração do som ao passar por uma parede. Durante a refração apenas a frequência da onda é mantida constante e alterações também na sua velocidade de deslocamento e comprimento de onda são comuns. Na passagem entre meios diferentes também pode ocorrer a atenuação da amplitude da onda, princípio base utilizado no planejamento isolação sonora de ambientes.
III- Ressonância: todas as estruturas mecânicas têm uma ou mais frequências naturais de oscilação. Quando a estrutura recebe uma onda sonora com frequência igual a uma das frequências naturais de oscilação, a amplitude aumenta consideravelmente. Há casos, como o da famosa ponte de Tacoma, nos Estados Unidos, que em 1940 foi colapsada por causa da ressonância da estrutura com o vento. Esse efeito ocorre em todas as ondas mecânicas.
IV- Ondas estacionárias: quando temos uma onda mecânica viajando dentro de um espaço confinado, como um tubo, com ambas as extremidades fechadas, ocorre o fenômeno da reflexão da onda nas extremidades. Com isso, é gerada uma onda que é a soma das ondas incidente e refletida e, em algumas frequências, geram as chamadas ondas estacionárias. Esses tipos de ondas são a base de funcionamento de vários instrumentos musicais, como instrumentos de corda (violão e violino, entre outros) e instrumentos de sopro (como flautas e oboés, por exemplo).
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças III e IV estão corretas.
B
As sentenças II e IV estão corretas.
C
As sentenças I e III estão corretas.
D
As sentenças I e II estão corretas.