ONDULATÓRIA - Lista 5 - Aulas 12 , 13 e 14 CORDAS SONORAS, TUBOS SONOROS e EFEITO DOPPLER (1)

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EXC084. (Enem) Um experimento para comprovar a natureza ondulatória da radiação de micro-ondas foi 
realizado da seguinte forma: anotou-se a frequência de operação de um forno de micro-ondas e, em seguida, 
retirou-se sua plataforma giratória. No seu lugar, colocou-se uma travessa refratária com uma camada grossa 
de manteiga. Depois disso, o forno foi ligado por alguns segundos. Ao se retirar a travessa refratária do forno, 
observou-se que havia três pontos de manteiga derretida alinhados sobre toda a travessa. Parte da onda 
estacionária gerada no interior do forno é ilustrada na figura. 
 
 
 
De acordo com a figura, que posições correspondem a dois pontos consecutivos da manteiga derretida? 
a) I e III b) I e V c) II e III d) II e IV e) II e V 
 
 
EXC085. (Udesc) Assinale a alternativa incorreta a respeito dos fenômenos ondulatórios. 
a) O som é uma onda mecânica longitudinal. 
b) Se uma das extremidades de uma corda tensionada passar a vibrar verticalmente, produzirá ondas 
transversais. 
c) Uma onda eletromagnética propaga-se no ar com velocidade aproximadamente igual à da luz no vácuo. 
d) O eco é um fenômeno causado pela reflexão do som em um obstáculo. 
e) Cada modo de oscilação de uma onda estacionária, que se forma em uma corda esticada, pode ser 
considerado uma consequência da interferência de duas ondas senoidais idênticas que se propagam no 
mesmo sentido. 
 
 
EXC086. (Pucrj) Com relação às características de ondas sonoras e luminosas, marque a única afirmação 
correta. 
a) A propagação de todas as ondas é resultado de vibrações mecânicas no meio material. 
b) Dada uma fonte de onda sonora ou luminosa, a frequência da onda medida por um receptor depende da 
velocidade da fonte em relação a este receptor. 
c) A velocidade de propagação de ondas luminosas é absoluta, tendo o mesmo valor no vácuo e em qualquer 
meio material. 
d) As diferentes cores no espectro visível da luz correspondem a diferentes velocidades da luz no vácuo. 
e) Para qualquer tipo de onda, a velocidade de propagação é tanto maior quanto maior for a frequência da 
onda. 
 
 
EXC087. (G1 - ifsul) A figura a seguir representa um aparato experimental para demonstração de ondas 
estacionárias em cordas. O experimento, conhecido como gerador de ondas estacionárias, é composto por um 
vibrador, um dinamômetro, uma corda e uma base sólida para fixação do aparato. Sabe-se que a corda 
utilizada tem comprimento igual a 1 metro e massa igual a 10 gramas. 
 
 
 
Considerando a onda estacionária gerada no momento em que a foto do experimento foi registrada e o fato de, 
nesse instante, o dinamômetro indicar uma força de tensão de 156,25 Newtons, a frequência de vibração da 
fonte é igual a 
a) 6,00 Hz. b) 93,75 Hz. c) 156,25 Hz. d) 187,50 Hz. 
 
 
EXC088. (Ufpr) Num estudo sobre ondas estacionárias, foi feita uma montagem na qual uma fina corda teve 
uma das suas extremidades presa numa parede e a outra num alto-falante. Verificou-se que o comprimento da 
corda, desde a parede até o alto-falante, era de 1,20 m. O alto-falante foi conectado a um gerador de sinais, de 
maneira que havia a formação de uma onda estacionária quando o gerador emitia uma onda com frequência 
de 6 Hz, conforme é mostrado na figura a seguir. 
 
 
 
Com base nessa figura, determine, apresentando os respectivos cálculos: 
 
a) O comprimento de onda da onda estacionária. 
b) A velocidade de propagação da onda na corda. 
 
 
EXC089. (Unesp) Um experimento foi feito com a finalidade de determinar a frequência de vibração de um 
diapasão. Um tubo cilíndrico aberto em suas duas extremidades foi parcialmente imerso em um recipiente com 
água e o diapasão vibrando foi colocado próximo ao topo desse tubo, conforme a figura 1. O comprimento L da 
coluna de ar dentro do tubo foi ajustado movendo-o verticalmente. Verificou-se que o menor valor de L, para o 
qual as ondas sonoras geradas pelo diapasão são reforçadas por ressonância dentro do tubo, foi de 10 cm, 
conforme a figura 2. 
 
 
Considerando a velocidade de propagação do som no ar igual a 340 m s, é correto afirmar que a frequência 
de vibração do diapasão, em Hz, é igual a 
a) 425. b) 850. c) 1.360. d) 3.400. e) 1.700. 
 
 
 
EXC090. (Ebmsp) 
 
 
O canal auditivo da figura representa o órgão de audição humano que mede, em média, cerca de 2,5 cm de 
comprimento e que pode ser comparado a um tubo sonoro fechado, no qual a coluna de ar oscila com ventre 
de deslocamento na extremidade aberta e nó de deslocamento na extremidade fechada. 
 
Considerando-se que a velocidade de propagação do som no ar é igual a 340 m s e que a coluna de ar oscila 
segundo um padrão estacionário fundamental no canal auditivo, pode-se afirmar – pela análise da figura 
associada aos conhecimentos da Física – que 
a) o comprimento da onda sonora que se propaga no canal auditivo é igual a 2,5 cm. 
b) a frequência das ondas sonoras que atingem a membrana timpânica é, aproximadamente, igual a 
13.600,0 Hz. 
c) a frequência fundamental de oscilação da coluna de ar no canal auditivo é igual a 340,0 Hz. 
d) a frequência de vibração da membrana timpânica produzida pela oscilação da coluna de ar é igual a 
3.400,0 Hz. 
e) a frequência do som transmitido ao cérebro por impulsos elétricos é o dobro da frequência da vibração da 
membrana timpânica. 
 
 
EXC091. (Fac. Albert Einstein - Medicina) Em 1816 o médico francês René Laënnec, durante um exame clínico 
numa senhora, teve a ideia de enrolar uma folha de papel bem apertada e colocar seu ouvido numa das 
extremidades, deixando a outra livre para ser encostada na paciente. Dessa forma, não só era evitado o 
contato indesejado com a paciente, como os sons se tornavam muito mais audíveis. Estava criada assim a 
ideia fundamental do estetoscópio [do grego, “stêthos” (peito) “skopéo” (olhar)]. 
É utilizado por diversos profissionais, como médicos e enfermeiros, para auscultar (termo técnico 
correspondente a escutar) sons vasculares, respiratórios ou de outra natureza em diversas regiões do corpo. 
 
 
 
É composto por três partes fundamentais. A peça auricular 
tem formato anatômico para adaptar-se ao canal auditivo. Os 
tubos condutores do som a conectam à peça auscultatória. 
E, por fim, a peça auscultatória, componente metálico colocado 
em contato com o corpo do paciente. Essa peça é composta 
por uma campânula, que transmite melhor os sons de baixa 
frequência - como as batidas do coração - e o diafragma, que 
transmite melhor os sons de alta frequência, como os do 
pulmão e do abdômen. 
 
 
 
A folha de papel enrolada pelo médico 
francês René Laënnec pode ser interpretada como um tubo 
sonoro aberto. Considerando o comprimento desse tubo igual a 
34 cm e que, ao auscultar um paciente, houve a formação, no 
interior desse tubo, de uma onda estacionária longitudinal de 
segundo harmônico e que se propagava com uma velocidade 
de 340 m / s, qual a frequência dessa onda, em hertz? 
a) 250 b) 500 c) 1000 d) 2000 
 
 
EXC092. (Ufu) Uma montagem experimental foi construída a fim de se determinar a frequência do som emitido 
por um alto-falante. Para isso, tomou-se um recipiente cilíndrico, dentro do qual foi espalhado talco, e colocou-
 
se, em uma de suas extremidades, o alto-falante, o qual emitia um som de frequência constante. No interior do 
recipiente formaram-se regiões onde o talco se acumulou, segundo o padrão representado pelo esquema a 
seguir. 
 
 
 
A partir da situação experimental descrita, responda: 
 
a) Do ponto de vista físico, explique por que há a formação de regiões onde o talco se acumula. 
 
b) Considerando que a velocidade do som no ar é de 340 m s, qual é o valor da frequência do som emitido 
pelo alto-falante? 
 
 
EXC093. (Enem PPL) Em uma flauta, as notas musicais possuem frequências e comprimentos de onda ( )λ 
muito bem definidos. As figurasmostram esquematicamente um tubo de comprimento L, que representa de 
forma simplificada uma flauta, em que estão representados: em A o primeiro harmônico de uma nota musical 
(comprimento de onda A ),λ em B seu segundo harmônico (comprimento de onda B )λ e em C o seu terceiro 
harmônico (comprimento de onda C ),λ onde A B C.λ λ λ  
 
 
 
Em função do comprimento do tubo, qual o comprimento de onda da oscilação que forma o próximo 
harmônico? 
a) 
L
4
 b) 
L
5
 c) 
L
2
 d) 
L
8
 e) 
6L
8
 
 
 
EXC094. (Ufrgs) Uma onda sonora propagando-se no ar é uma sucessão de compressões e rarefações da 
densidade do ar. Na figura abaixo, estão representadas, esquematicamente, ondas sonoras estacionárias em 
dois tubos, 1 e 2, abertos em ambas as extremidades. Os comprimentos dos tubos 1 e 2 são, respectivamente, 
L e L 2. 
 
 
Sendo 1λ e 2λ os respectivos comprimentos de onda das ondas representadas nos tubos 1 e 2, e 1f e 2f 
suas frequências, as razões entre os comprimentos de onda 1 2λ λ e as frequências 1 2f f são, nessa ordem, 
a) 1 e 1. b) 2 e 1. c) 2 e 1 2. d) 1 2 e 1. e) 1 2 e 2. 
 
EXC095. (Uel) As ambulâncias, comuns nas grandes cidades, quando transitam com suas sirenes ligadas, 
causam ao sentido auditivo de pedestres parados a percepção de um fenômeno sonoro denominado efeito 
Doppler. 
 
Sobre a aproximação da sirene em relação a um pedestre parado, assinale a alternativa que apresenta, 
corretamente, o efeito sonoro percebido por ele causado pelo efeito Doppler. 
a) Aumento no comprimento da onda sonora. 
b) Aumento na amplitude da onda sonora. 
c) Aumento na frequência da onda sonora. 
d) Aumento na intensidade da onda sonora. 
e) Aumento na velocidade da onda sonora. 
 
 
EXC096. (Uemg) Assinale a alternativa que apresenta fenômenos que poderiam estar associados às seguintes 
ilustrações. 
 
 
 
a) Ressonância magnética e oscilações forçadas. 
b) Efeito Casimir e Ultrassom. 
c) Efeito Doppler e Desvio para o Vermelho (Big Bang). 
d) Ressonância acústica e interferência destrutiva. 
 
 
EXC097. (Ufrgs) Existe uma possibilidade de mudar a frequência de uma onda eletromagnética por simples 
reflexão. Se a superfície refletora estiver em movimento de aproximação ou afastamento da fonte emissora, a 
onda refletida terá, respectivamente, frequência maior ou menor do que a onda original. 
Esse fenômeno, utilizado pelos radares (Radar é uma sigla de origem inglesa: Radio Detection And Ranging), é 
conhecido como efeito 
a) Doppler. b) Faraday. c) Fotoelétrico. d) Magnus. e) Zeeman. 
 
 
EXC098. (Udesc) Em 1997, durante o exercício militar Mistral I, os aviões Mirage III-E da Força Aérea 
Brasileira conseguiram ótimos resultados contra os aviões Mirage 2000-C franceses, usando a manobra 
"Doppler-notch". Esta manobra é utilizada para impedir a detecção de aviões por radares que usam o efeito 
Doppler (radares Pulso-Doppler). Ela consiste em mover o avião alvo a 90° do feixe eletromagnético emitido 
por este tipo de radar, conforme ilustrado no esquema a seguir. 
 
 
 
Quando o avião B se move a 90° do feixe eletromagnético, o radar Pulso-Doppler do avião A não consegue 
determinar a diferença de frequência entre o feixe emitido e o feixe refletido porque: 
a) há movimento do avião B na direção do feixe. 
b) não há movimento do avião B na direção do feixe. 
c) a velocidade do avião B aumenta bruscamente. 
d) a velocidade do avião B diminui bruscamente. 
e) não há feixe refletido no avião B. 
 
EXC099. (Ufpb) Em um trecho reto de determinada estrada, um fusca move-se do ponto A para o ponto B com 
velocidade de 20 m/s. Dois outros carros estão passando pelos pontos A e B, com velocidade de 
20 m/s, porém, com sentido contrário ao do fusca, conforme ilustrado na figura a seguir. Nesse momento, o 
motorista do fusca começa buzinar e o som emitido pela buzina tem frequência f. 
 
Denominando as frequências ouvidas pelos motoristas dos carros que passam pelos pontos A e B de fA e fB, 
respectivamente, é correto afirmar que 
a) fA = fB > f b) fA = fB < f c) fA > f > fB d) fA < f < fB e) fA = fB = f 
 
 
EXC100. (G1 - ifsul) Um garoto está sentando próximo à janela de um trem que está se movendo com 
velocidade constante, em relação a um determinado referencial inercial. O tio do garoto está de pé próximo aos 
trilhos, em repouso em relação ao mesmo referencial, e vê o trem se afastar. A figura abaixo ilustra a situação 
e indica o sentido do movimento do trem. Considere que o ar está parado em relação a esse mesmo referencial 
e que o apito do trem emite um som de frequência igual a 400 Hz. 
 
 
Com base nessa situação e nos seus conhecimentos sobre o movimento ondulatório, o tio do garoto recebe 
(escuta) o som do apito do trem com frequência 
a) igual à frequência do som emitido pelo apito do trem, pois o ar está parado. 
b) maior do que a frequência do som emitido pelo apito do trem, pois o trem está se afastando dele. 
c) menor do que a frequência do som emitido pelo apito do trem, pois o trem está se afastando dele. 
d) igual à frequência do som emitido pelo apito do trem, pois a frequência da fonte sonora não foi alterada. 
 
 
EXC101. (G1 - ifsul) Leia com atenção o texto que segue: 
 
O som é um tipo de onda que necessita de um meio para se propagar. Quando estamos analisando a 
produção e a captação de uma onda sonora, estamos diante de três participantes: a fonte sonora, o meio onde 
ela se propaga e o observador que está captando as ondas. Temos então três referenciais bem definidos. 
O tipo de onda captada dependerá de como a fonte e o observador se movem em relação ao meio de 
propagação da onda. Vamos considerar o meio parado em relação ao solo. Neste caso temos ainda três 
situações diferentes: a fonte se movimenta e o observador está parado; a fonte está parada e o observador 
está em movimento; a fonte e o observador estão em movimento. Nos três casos podemos ter uma 
aproximação ou um afastamento entre a fonte e o observador. 
Adaptado de:< http://www.fisica.ufpb.br/~romero/ - Notas de Aula – Física Básica Universitária: Ondas Sonoras> 
 
O texto refere-se a um fenômeno ondulatório facilmente observado nas ondas sonoras. Esse fenômeno é 
denominado 
a) Superposição. b) Ressonância. c) Polarização. d) Efeito Doppler. 
 
 
EXC102. (Uern) O barulho emitido pelo motor de um carro de corrida que se desloca a 244,8km / h é 
percebido por um torcedor na arquibancada com frequência de 1.200Hz. A frequência real emitida pela fonte 
sonora considerando que a mesma se aproxima do torcedor é de 
 (Considere a velocidade do som 340m / s.= ) 
a) 960Hz. b) 1.040Hz. c) 1.280Hz. d) 1.320Hz. 
 
 
 
EXC103. (Unifor) O “Ropits” Hitachi é um veículo de autocondução que a Hitachi, fabricante japonesa projetou 
com intuito de auxiliar pessoas idosas ou com dificuldades de locomoção. O “Ropits”, que significa “Robot for 
Personal Intelligent Transport System”, foi projetado para ser completamente autônomo e pode ser conduzido 
por um smartphone ou tablet. Basta digitar um destino no dispositivo móvel e o veículo de assento único irá 
conduzir o ocupante até seu destino. 
http://www.3minovacao.com.br/blog/design-2/2013/03/19/veiculo-de-auto-conducao-e-destinado-a-ajudar-pessoas-idosas/ 
 
 
Suponha que um comerciante compre um “Ropits” cuja velocidade é 7,2 km / h para fazer propaganda de sua 
loja acoplando uma sirene de frequência 1014 Hz Quando o veículo está passando pela rua da loja, o 
comerciante, que se encontra parado em frente ao seu estabelecimento, e um pedestre, que está caminhando 
na direção do veículo, percebem o carro se aproximar emitindo o som da sirene. Sabendo que a velocidade do 
pedestre é de 4 m / s, as frequências ouvidas pelo comerciante e pelo pedestre são, respectivamente: 
(considere a velocidade do somde 340 m / s) 
a) 1017 Hz e 1026 Hz 
b) 1020 Hz e 1032 Hz 
c) 1023 Hz e 1038 Hz 
d) 1026 Hz e 1044 Hz 
e) 1029 Hz e 1050 Hz 
 
 
EXC104. (Uece) 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. 
b) a frequência da onda sonora ouvida pela pessoa não se altera. 
c) a frequência da onda sonora ouvida pela pessoa diminui. 
d) a potência da onda sonora ouvida pela pessoa aumenta. 
 
 
EXC105. (Udesc) Um carro de bombeiros transita a 90km / h, com a sirene ligada, em uma rua reta e plana. A 
sirene emite um som de 630Hz. Uma pessoa parada na calçada da rua, esperando para atravessar pela faixa 
de pedestre, escuta o som da sirene e observa o carro de bombeiros se aproximando. Nesta situação, a 
frequência do som ouvido pela pessoa é igual a: 
a) 620Hz b) 843Hz c) 570Hz d) 565Hz e) 680Hz 
 
 
EXC106. (Unicamp) 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 n
nv
f ,
2L
= 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 próximo. Nas proximidades de cada nó, a força acústica pode ser aproximada por acF k z,= −  sendo k 
uma constante e nóz z z . = − Ou seja, a força aponta para cima (positiva) quando a esfera está abaixo do nó 
( z negativo), e vice-versa. Se 
2k 6,0 10 N m−=  e uma esfera de massa 
6m 1,5 10 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. 
 
 
EXC107. (Unesp) Uma corda elástica, de densidade linear constante 0,125 kg m,μ = tem uma de suas 
extremidades presa a um vibrador que oscila com frequência constante. Essa corda passa por uma polia, cujo 
ponto superior do sulco alinha-se horizontalmente com o vibrador, e, na outra extremidade, suspende uma 
esfera de massa 1,8 kg, em repouso. A configuração da oscilação da corda é mostrada pela figura 1. 
Em seguida, mantendo-se a mesma frequência de oscilação constante no vibrador, a esfera é totalmente 
imersa em um recipiente contendo água, e a configuração da oscilação na corda se altera, conforme figura 2. 
 
 
 
 
Adotando 
2g 10 m s= e sabendo que a velocidade de propagação de uma onda em uma corda de densidade 
linear ,μ submetida a uma tração T, é dada por 
T
v ,
μ
= calcule: 
 
a) a frequência de oscilação, em Hz, do vibrador. 
b) a intensidade do empuxo, em N, exercido pela água sobre a esfera, na situação da figura 2. 
 
 
EXC108. (Fuvest) Um alto-falante emitindo som com uma única frequência é colocado próximo à extremidade 
aberta de um tubo cilíndrico vertical preenchido com um líquido. Na base do tubo, há uma torneira que permite 
escoar lentamente o líquido, de modo que a altura da coluna de líquido varie uniformemente no tempo. 
Partindo-se do tubo completamente cheio com o líquido e considerando apenas a coluna de ar criada no tubo, 
observa-se que o primeiro máximo de intensidade do som ocorre quando a altura da coluna de líquido diminui 
5 cm e que o segundo máximo ocorre um minuto após a torneira ter sido aberta. 
 
Determine 
 
a) o módulo da velocidade V de diminuição da altura da coluna de líquido; 
b) a frequência f do som emitido pelo alto-falante. 
 
Sabendo que uma parcela da onda sonora pode se propagar no líquido, determine 
 
c) o comprimento de onda λ deste som no líquido; 
d) o menor comprimento L da coluna de líquido para que haja uma ressonância deste som no líquido. 
 
Note e adote: 
Velocidade do som no ar: arv 340 m s.= 
Velocidade do som no líquido: liqv 1.700 m s.= 
Considere a interface ar-líquido sempre plana. 
A ressonância em líquidos envolve a presença de nós na sua superfície. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GABARITO: 
 
EXC084:[A] 
EXC085:[E] 
EXC086:[B] 
EXC087:[D] 
EXC088: 
a)  = 0,40 m 
b) v = 2,40 m/s 
EXC089:[B] 
EXC090:[D] 
EXC091:[C] 
EXC092: 
a) Nó da onda estacionária 
b) f = 1.700 Hz 
EXC093:[C] 
EXC094:[C] 
EXC095:[C] 
EXC096:[C] 
EXC097:[A] 
EXC098:[B] 
EXC099:[D] 
EXC100:[C] 
EXC101:[D] 
EXC102:[A] 
EXC103:[B] 
EXC104:[B] 
EXC105:[E] 
EXC106: 
a) f = 15 kHz 
b) d = 0,5 mm 
EXC107: 
a) f = 5 Hz 
b) E = 16 N 
EXC108: 
a) V = 0,25 cm/s 
b) f = 1.700 Hz 
c)  = 1,0 m 
d) L = 0,5 m