ED2 Fisica

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Prof.: Wesley Nascimento
ESTUDO DIRIGIDO 02
1) a) Escreva a equação de onda e explique cada termo.
b) Desenhe uma onda destacando a amplitude e o comprimento de onda.
Anexado na folha
2) A equação de uma onda é��= 20������ [�� (0,01��− 2,00
��)].Encontre a amplitude, comprimento de onda, velocidade e frequência.
Anexado na folha
3) Caracterize uma onda:
a) Sonora
b) Eletromagnética
Destacando velocidade de propagação, direção de propagação e de perturbação,
e quanto a sua natureza.
a) Sonora : Ondas mecânicas produzidas pelo som,as ondas sonoras, o fazem
tridimensionalmente, ou seja, para todas as direções do espaço, a partir da fonte.
Ondas que se comportam assim são chamadas de tridimensionais. A propagação
tridimensional de uma onda no ar, por exemplo, se dá com oscilações
longitudinais ao sentido da onda, criando momentos de rarefação e compressão
do gás. Analogamente, uma onda também pode se propagar longitudinalmente
ao longo de uma comprida mola esticada.
b) Eletromagnética : A onda eletromagnética é uma perturbação que se origina
da vibração de um campo elétrico e magnético, simultaneamente. Os campos de
força magnética e elétrica são inseparáveis.Onda eletromagnética é a onda que
se origina pela variação de um campo eletromagnético e que se propaga no
vácuo com a velocidade da luz (3 × 108 m/s).
4) Uma onda se propaga no vácuo com velocidade da luz, com frequência de f= 100
Hz. Calcule o comprimento de onda e o período desta onda.
Considere a velocidade da luz igual a 3x 108m/s.
Anexado na folha
5) Uma onda sonora se propaga com velocidade de 340 m/s. Esta onda possui
comprimento de onda de ��= 20m. Calcule a freqüência e diga se é ultrassom
ou infrassom.
Anexado na folha
6) Lembrando que a intensidade sonora de referência é 10-12w/m2calcule o nível de
intensidade sonora de uma onda com intensidade de I= 10-10w/m2 em decibéis.
Anexado na Folha
7) Explique o Efeito Dopller.
Refere-se ao fato de que, se uma fonte emissora de som se aproxima de um observador parado,
a frequência do som percebida por esse observador é maior do que se a fonte estivesse em
repouso, e, quando a fonte se afasta do observador parado, a frequência é menor do que se ela
estivesse em repouso.
8) Em um laboratório uma onda é produzida por uma fonte com frequência de 120
Hz em um meio em que se propaga com velocidade de 340 m/s. A fonte está se
movendo com uma velocidade de 0,05 m/s se aproximando do detector
(observador). O detector está parado. Calcule a frequência medida.
Anexado na folha
9) Uma onda se propaga no meio com velocidade de v= 2,5 x 108m/s. Calcule o índice
de refração do meio.
Anexado na folha
10) Explique:
a) Refração : Mudança na velocidade de propagação de uma onda
eletromagnética, quando esta muda de meio
b) Difração : Difração é a capacidade das ondas de desviar ou
contornar os obstáculos que encontram durante sua propagação,
bem como o espalhamento ou alargamento das ondas após
atravessar fendas e orifícios.
c) Polarização : É uma propriedade de ondas eletromagnéticas. As
ondas eletromagnéticas são tridimensionais e a polarização é uma
medida da orientação espacial dos vetores campo elétrico e campo
magnético.
d) Reflexão : O fenômeno da reflexão consiste na mudança da direção
de propagação da energia (desde que o ângulo de incidência não
seja 0º). Consiste no retorno da energia incidente em direção à região
de onde ela é oriunda, após entrar em contato com uma superfície
refletora.
e) Reflexão interna total : Um raio de luz pode passar de um meio
menos refringente (n–) para o mais refringente (n+) ou vice-versa.
11) Uma onda incide em uma interface formando um ângulo de θ1= 10ocom a
normal. O meio incidente possui índice de refração de n1=1,2. O meio 2 possui
índice de refração n2=1,5. Calcule o ângulo do feixe refratado.
Anexado na folha
12) Uma lente possui distância focal de f=10 cm. Um objeto está distante 15cm da
lente. Calcule a distância da imagem e a ampliação.
Anexado na folha
13) Explique miopia e hipermetropia e diga quais lentes (convergente ou divergente)
devem ser usadas para correção de cada uma.
Na miopia, o foco visual se forma antes da retina. Então o paciente tem dificuldade
de enxergar de longe. A hipermetropia é o contrário. É quando o foco se forma
depois da retina. No caso de hipermetropia, a correção se dá com o uso de uma lente
convergente adequada. Uma lente convergente permite fazer a imagem recair sobre
a retina. Para a correção da miopia recorre-se a uma lente divergente. O efeito será o
oposto do caso anterior. Isso permitirá a formação da imagem a uma distância da
vértice maior do que sem a lente divergente. Permite, assim, corrigir a anomalia.
14) Explique resumidamente o ouvido humano e o processo de audição.
A entrada de sons no canal auditivo faz com que a membrana timpânica se mova, e esse é o
início para explicar como funciona a nossa audição: A membrana timpânica vibra com o som. As
vibrações sonoras se movem através dos ossículos para a cóclea. Vibrações sonoras fazem o
líquido na cóclea se mover. O movimento do fluido causa contração das células ciliadas. As
células ciliadas criam sinais neurais que são captados pelo nervo auditivo. O nervo auditivo envia
sinais ao cérebro que interpreta como sons.
15) Uma carga Q1= 10µC está distante de uma carga Q2= 30µC no ar seco com K ≅ 9,0
x 109N. m2/C-2por 5 cm. Calcule a força elétrica.
Anexado na folha
16) Calcule o campo gerado por uma carga puntiforme Q= 10ɳC em um ponto
situado a 1,5 cm na água com K= 1,1 x 108N. m2/C-2
Anexado na folha
17) Calcule a força sentida por uma carga Q=20µC exercida por um campo de módulo
E= 2x 103N/C.
18) Calcule a energia potencial associada à interação entre duas cargas Q1=12µC e
Q2=60µC, distantes a 25 cm uma da outra no vácuo. (DADO: Kvácuo= 9,0 x 109 N.
m2/C-2).
Anexado na Folha
19) Calcule o potencial em um ponto ‘x’, distante 18 cm de uma carga Q= 36ɳC no ar
seco com K ≅ 9,0x109N. m2/C-2.
Anexado na Folha
20) Dado um potencial de 10V de uma carga Q1= 21ɳC num meio com K= 2,8.109N.
m2/C-2, encontre a distância deste ponto até a carga.
Anexado na Folha
21) Dois pontos, um na posição 4m e outro na posição 12m, possuem uma diferença
de potencial (ddp) de 56V. Esta ddp é devido a um campo elétrico E. Qual o valor
deste campo?
Anexado na Folha
22) Desenhe o gráfico de V (Potencial de repouso de uma célula) em função das
regiões intra e extracelular e ao longo da membrana (espessura).
Anexado na Folha
23) Calcule a capacitância C em um capacitor de placas paralelas de área 50µ.m2 e
distantes 10 µm com um dielétrico de látex com permissividade de Ԑ=10 pF/m.
Anexado na Folha
24) Calcule a carga acumulada em um capacitor de capacitância C=32µF e potencial
de V=8ɳV.
Anexado na Folha
25) Cerca de 106íons Na+ de carga elementar q = 1,6 x 10-19C penetram numa célula
excitada num intervalo de 1ms, atravessando sua membrana. A área da
membrana celular é aproximadamente 6x10-10m2. Calcule a intensidade de
corrente elétrica (I) e a densidade média de corrente elétrica através da
membrana (j).
Anexado na Folha
26) Uma diferença de potencial (ddp) de 10mV é medida entre dois pontos onde há
uma circulação de corrente elétrica de 5mA devido a esta ddp. Calcule a
resistência desse meio.
Anexado na Folha
27) Explique resumidamente a técnica de Eletroforese.
A técnica de eletroforese permite a separação analítica ou preparação dos componentes de uma
mistura de várias espécies iônicas com cargas diferentes. Além da separação qualitativa de
partículas carregadas, a eletroforese permite separar partículas com a mesma carga, porém com
quantidades de cargas diferentes.
28) Calcule a energia de um fóton de luz amarela, sabendo-se que sua frequência é
de 6 x 1014 s-1.
Anexado na folha
29) Utilizando o conceito de níveis de energia explique os espectros de absorção e de
emissão e as técnicas de espectrofotometria e de fluorescência utilizadas para
caracterização de materiais.O espectro de absorção é uma forma de caracterização que permite verificar qual a
faixa de comprimento de onda em que um dado composto apresenta sua maior
afinidade de absorção.
Embora dois ou mais compostos possam absorver luz dentro da mesma faixa de
comprimento de onda, isso não invalida a especificidade do método, pois,
normalmente, esta não reside no espectro de absorção.
Contudo, a sensibilidade do método depende da escolha do melhor comprimento de
onda eletromagnética para leituras espectrofotométricas, pois só assim poderemos
detectar o composto em baixas concentrações.