Física - Livro 4-229-232

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229
9 Famerp 2019 A figura representa, na mesma escala, duas ondas sonoras que se propagam no ar.
Com relação a essas ondas, pode-se armar que apresentam
A o mesmo período e a mesma velocidade de propagação
 a mesma amplitude e a mesma frequência
C o mesmo comprimento de onda e o mesmo período.
 a mesma frequência e o mesmo comprimento de onda
 a mesma velocidade de propagação e a mesma amplitude
10 Unicamp 2019 A levitação acústica consiste no emprego de ondas acústicas para exercer força sobre objetos e com
isso mantê los suspensos no ar, como a formiga representada na figura A, ou movimentá los de forma controlada
Uma das técnicas utilizadas baseia-se na formação de ondas acústicas estacionárias entre duas placas, como ilustra
a figura B, que mostra a amplitude da pressão em função da posição vertical
a) As frequências de ressonância acústica entre duas placas, ou num tubo fechado nas duas extremidades, são
dadas por = ⋅f N v
2L
n
, sendo L a distância entre as placas, v = 340 m/s a velocidade do som no ar, e n um número
inteiro positivo e não nulo que designa o modo. Qual é a frequência do modo ilustrado na figura B?
b) A força acústica aplicada numa pequena esfera aponta sempre na direção z e no sentido do nó de pressão mais pró-
ximo. Nas proximidades de cada nó, a força acústica pode ser aproximada por Fac = −kDz , sendo k uma constante e
Dz = z − znó. Ou seja, a força aponta para cima (positiva) quando a esfera está abaixo do nó (Dz negativo), e vice-versa.
Se k = 6,0 × 10−2 N/m e uma esfera de massa m = 1,5 × 10−6 kg é solta a partir do repouso na posição de um nó, qual
será a menor distância percorrida pela esfera até que ela volte a ficar instantaneamente em repouso? Despreze o
atrito viscoso da esfera com o ar.
11 Uece 2019 Suponha que uma fonte sonora com velocidade de módulo V se desloca na direção de uma pessoa. Este
observador também se desloca com a mesma velocidade V no mesmo sentido e direção, tentando se afastar da fonte
sonora. Nesta situação, pode-se afirmar corretamente que
A a frequência da onda sonora ouvida pela pessoa aumenta.
 a frequência da onda sonora ouvida pela pessoa não se altera.
C a frequência da onda sonora ouvida pela pessoa diminui.
 a potência da onda sonora ouvida pela pessoa aumenta.
FÍSICA Capítulo 15 Acústica230
12 Enem 2017 Em uma linha de transmissão de informações por fibra óptica, quando um sinal diminui sua intensidade
para valores inferiores a 10 dB, este precisa ser retransmitido. No entanto, intensidades superiores a 100 dB não po-
dem ser transmitidas adequadamente. A figura apresenta como se dá a perda do sinal (perda óptica) para diferentes
comprimentos de onda para certo tipo de fibra óptica.
Qual é a máxima distância, em km, que um sinal pode ser enviado
nessa bra sem ser necessária uma retransmissão?
A 6
 18
C 60
 90
 100
13 FAU O aparelho auditivo, considerando no seu conjunto como uma “caixa preta” que detecta um sinal sonoro no ar e
o transmite ao cérebro, tem como grandezas de entrada e de saída:
A variação de pressão – impulsos elétricos.
 variação de pressão compreensão e distensão de moléculas.
C variação de velocidade de molécula – concentração iônica nas células.
 variação de velocidade impulsos elétricos
 variação de pressão – concentração iônica nas células.
14 Mackenzie Ultrassom é:
A sinônimo de ruído.
 vibração eletromagnética.
C movimento vibratório, cuja intensidade supera o limiar da dor.
 movimento vibratório, cuja frequência é inferior àquela perceptível pelos nossos ouvidos.
 movimento vibratório, cuja frequência é superior à dos sons audíveis.
15 UFC Um motor produz vibrações transversais, com frequência de 10 Hz, em uma corda homogênea de 2,0 m de com-
primento e densidade linear 0,05 kg/m Uma das extremidades da corda é mantida fixa em uma parede, enquanto a
outra está ligada ao motor. Sabendo-se que, com essa frequência, a corda está no segundo harmônico, determine o
valor da tensão na corda e, em seguida, assinale a alternativa que apresenta corretamente esse valor
A 10 N
 20 N
C 200 N
 400 N
 1000 N
16 UFSC Dois músicos apresentam-se tocando seus instrumentos: uma flauta e um violino A flauta e o violino estão
emitindo sons de mesma altura, mas de intensidades diferentes – a intensidade do som do violino é maior do que a
intensidade do som da flauta Uma pessoa cega encontra-se a uma mesma distância dos dois instrumentos, estando
a flauta à sua direita e o violino à sua esquerda. A pessoa é capaz de distinguir os sons de um violino e de uma flauta.
Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) correta(s)
01 É possível perceber que o violino está à sua esquerda e que a flauta está à sua direita, devido aos timbres dife-
rentes dos sons emitidos pelos dois instrumentos.
02 A pessoa é capaz de perceber que o violino está à sua esquerda e que a flauta está à sua direita, porque o som
que está sendo emitido pelo violino é mais agudo e o som da flauta é mais grave.
04 É possível a pessoa perceber que os dois instrumentos estão emitindo a mesma nota musical, porque uma nota
musical é caracterizada pela sua frequência
08 O som que está sendo emitido pelo violino tem a mesma frequência do som que está sendo emitido pela flauta;
por isso, a pessoa percebe que são de mesma altura.
16 A forma da onda sonora do violino é diferente da forma da onda sonora da flauta; por isso, os sons desses
instrumentos apresentam timbres diferentes
32 O som que está sendo emitido pelo violino é mais alto do que o som que está sendo emitido pela flauta
64 Na linguagem vulgar, dizemos que a pessoa percebe o som do violino “mais forte” do que o som da flauta.
Soma:JJ
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17 Faz se vibrar um diapasão, próximo à boca de uma proveta cheia de água, à medida que se vai retirando
água de seu interior. A coluna de ar na proveta começa a vibrar quando a água atinge uma distância l1 da
borda Continua-se a tirar água da proveta e a coluna de ar vibra novamente quando a água atinge uma dis
tância l2 da borda. Calcule l2/l1.
�
2
�
1
18 Fatec Em um tubo horizontal fixo, cheio de ar atmosférico, espalha-se um pouco de farelo de cortiça. Junto a uma
extremidade excita-se um diapasão (frequência f = 660 Hz). Observe a figura a seguir.
(vAr = 330 m/s)
Fonte
a) Determine a frequência de vibração das ondas sonoras no
interior do tubo.
b) Admita que o navio se afaste perpendicularmente ao cais
do porto onde esteve ancorado, com velocidade constante
e igual a 10 nós. Calcule o tempo que as ondas sonoras
levam para atingir esse porto quando o tubo do apito se
encontra a 9 045 m de distância.
Dado: 1 nó = 0,5 m/s.
20 O apito de um guarda emite um som de frequência f. Um motorista, afastando-se do guarda, ouve o som do apito
numa oitava. Se a velocidade do som no ar é de 340 m/s e sendo fR/fAP = 2, a velocidade do motorista é:
A 139 m/s
 140 m/s
C 150 m/s
 160 m/s
 170 m/s
21 PUC-Minas Uma locomotiva com velocidade de 40 m/s, em ar tranquilo, emite um apito de 500 cps.
A velocidade do som no ar é de 340 m/s. Atrás da locomotiva, o comprimento da onda é:
A 260 cm
 100 cm
C 76 cm
 96 cm
 86 cm
A No ar interno ao tubo, propaga-se uma onda sonora pro-
gressiva, e só.
 O farelo acumula-se nos ventres de vibração.
C A distância internodal é próxima de 25 cm.
 A frequência dada é inaudível.
 Nenhuma das anteriores.
19 Uerj O som do apito do transatlântico é produzido por um tubo aberto de comprimento L igual a 7,0 m. Considere que
o som no interior desse tubo propaga-se à velocidade de 340 m/s e que as ondas estacionárias produzidas no tubo,
quando o apito é acionado, têm a forma representada pela figura a seguir.
L
FÍSICA Capítulo 15 Acústica232
22 IME Um observador, em uma roda-gigante, tem velo-
cidade escalar constante de 3 m/s. Uma fonte sonora
de 1  100 Hz está colocada a certa distância da roda, no
plano desta. Sendo de 330 m/s a velocidade do som,
a diferença entre as frequências máxima e mínima ou-
vidas pelo observadoré:
A 10 Hz
b 30 Hz
C 50 Hz
d 70 Hz
e n.d.a.
23 Mackenzie Um túnel possui uma extremidade fecha-
da e outra aberta. Na extremidade aberta, existe
uma fonte sonora que emite um som de 200 Hz.
Uma pessoa que caminha no interior do túnel, com
velocidade constante, ouve a cada 1,7 s o som com
intensidade mínima. Sendo a velocidade do som no
ar de 340 ms 1, a velocidade da pessoa é de:
A 200 ms 1
b 20 ms 1
C 1,7 ms
1
d 1 ms
–1
e 0,5 ms 1
24 ITA 2011 Uma pessoa de 80,0 kg deixa se cair ver
ticalmente de uma ponte amarrada a uma corda
elástica de bungee jump com 16,0 m de compri
mento. Considere que a corda se esticará até 20,0 m
de comprimento sob a ação do peso. Suponha
que, em todo o trajeto, a pessoa toque continua
mente uma vuvuzela, cuja frequência natural é de
235 Hz. Qual(is) é(são) a(s) distância(s) abaixo da
ponte em que a pessoa se encontra para que um
som de 225 Hz seja percebido por alguém parado
sobre a ponte?
A 11,4 m
b 11,4 m e 14,4 m
C 11,4 m e 18,4 m
d 14,4 m e 18,4 m
e 11,4 m, 14,4 m e 18,4 m
25 UFMT A ultrassonografia, ou ecografia, é um método
diagnóstico que aproveita o eco produzido pelo som
para ver em tempo real as sombras produzidas pelas
estruturas e órgãos do organismo. Os aparelhos de
ultrassom em geral utilizam um frequência próxima
de 1 MHz, emitindo por meio de uma fonte de cris
tal piezoelétrico que fica em contato com a pele e
recebendo os ecos gerados, que são interpretados
por computação gráfica Sobre o ultrassom, assinale
a afirmativa correta
A O efeito Doppler ocorre também com o ultrassom,
mas não com o infrassom.
b O ultrassom propaga-se como uma onda mecânica
transversal de frequência acima de 20 kHz.
C O ultrassom propaga-se como uma onda mecânica
longitudinal de frequência abaixo de 20 kHz.
d As cantoras líricas são famosas pelo timbre dos
ultrassons de frequência maior que 10 MHz que emi
tem normalmente ao interpretar uma ópera.
e O eco é caracterizado pela diferença entre um som
emitido e a sua reflexão
26 IFCE O sistema de sonar é um processo que envol-
ve a emissão de ondas acústicas por um dispositivo
emissor, a reflexão de parte delas por um objeto a
certa distância e a detecção das ondas refletidas pelo
dispositivo que as emitiu. Utilizando-se medidas de
tempo e frequência, é possível estimar, com bastante
precisão, a localização e a velocidade do objeto rela-
tivamente ao dispositivo.
Golnhos utilizam muito habilmente este sistema
para localizar suas presas. Numa situação em par
ticular, o intervalo de tempo entre o sinal emitido
por um golnho em repouso e o detectado após
reetir se em um cardume foi de 4 s. A frequência
da onda emitida foi de 150 kHz e a frequência da
onda detectada foi de 151,5 kHz. Sabendo se que
a velocidade do som na água é de 1 450 m/s, o car
dume está a:
A 2 900 m de distância do golfinho e se aproximando
b 5 800 m de distância do golfinho e se afastando
C 2 900 m de distância do golfinho e se afastando.
d 7 200 m de distância do golfinho e se afastando.
e 7 200 m de distância do golfinho e se aproximando.
Observação: É possível determinar a velocidade de
aproximação do cardume. A resposta é v = 6,9 m/s.
27 Enem O progresso da tecnologia introduziu diversos
artefatos geradores de campos eletromagnéticos.
Uma das mais empregadas invenções nessa área
são os telefones celulares e smartphones. As tecno-
logias de transmissão de celular atualmente em uso
no Brasil contemplam dois sistemas. O primeiro de-
les é operado entre as frequências de 800 MHz e
900 MHz e constitui os chamados sistemas TDMA/
CDMA. Já a tecnologia GSM ocupa a frequência de
1 800 MHz.
Considerando que a intensidade de transmissão e o
nível de recepção “celular” sejam os mesmos para as
tecnologias de transmissão TDMA/CDMA ou GSM, se
um engenheiro tiver de escolher entre as duas tec-
nologias para obter a mesma cobertura, levando em
consideração apenas o número de antenas em uma
região, ele deverá escolher:
A a tecnologia GSM, pois é a que opera com ondas
de maior comprimento de onda.
b a tecnologia TDMA/CDMA, pois é a que apresenta
efeito Doppler mais pronunciado
C a tecnologia GSM, pois é a que utiliza ondas que se
propagam com maior velocidade.
d qualquer uma das duas, pois as diferenças nas fre-
quências são compensadas pelas diferenças nos
comprimentos de onda.
e qualquer uma das duas, pois, nesse caso, as inten-
sidades decaem igualmente e da mesma forma,
independentemente da frequência.