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325TÓPICO 2 | ONDAS 79. No esquema a seguir, observamos duas ondas de mesmo comprimento de onda e mesma amplitude, que se propagam numa mesma corda homogênea em sentidos opostos: 1 cm 1 cm Sabendo que a situação indicada ocorreu no instante t 5 0 e que a velocidade das ondas é igual a 1 cm/s, determine o perfil da corda nos instantes: a) t1 5 2 s; b) t2 5 3 s; c) t3 5 4 s; d) t4 5 7 s. Resolução: a) Até o instante t1 5 2 s, as ondas deslocam- -se 2 cm cada uma, no sentido de suas propagações: b) Do instante t1 5 2 s até o t2 5 3 s, as ondas avançam mais 1 cm cada uma. Então, te- mos a seguinte configuração: Note que na parte central da corda houve uma interferência destrutiva. c) No instante t3 5 4 s, as ondas se super- põem em concordância de fase, ocorrendo uma interferência construtiva: d) De t3 5 4 s até t4 5 7 s, as ondas percorrem mais 3 cm. Temos, então, o seguinte perfil na corda: E.R. 80. A figura abaixo mostra, em um certo instante, duas ondas que se propagam numa corda longa, com o mesmo período T 5 4 s: Qual será a forma da onda resultante três segun- dos após o instante mostrado acima? 81. Em uma mesma corda são produzidos dois pulsos, que se propagam em sentidos opostos (figura A). No instante em que esses pulsos estiverem total- mente superpostos (figura B), qual será a forma da corda? figura A figura B 82. Dois pulsos, X e Y, propagam-se ao longo de um fio homogêneo, como indicado na figura a seguir: X Y P 1 cm Quando os pulsos estiverem exatamente super- postos, qual será a amplitude do pulso resultante no ponto P? 83. (Famerp-SP) Dois pulsos transversais, 1 e 2, pro- pagam-se por uma mesma corda elástica, em sentidos opostos, com velocidades escalares constantes e iguais, de módulo 60 cm/s. No ins- tante t 5 0, a corda apresenta-se com a configu- ração representada na figura 1. Nível 1Exercícios B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra R e p ro d u ç ã o /F a m e rp , 2 0 1 7 2CONECTEFIS_MERC18Sa_U2_Top2_p275a351.indd 325 7/7/18 2:27 PM 326 UNIDADE 2 | ONDULATÓRIA Após a superposição desses dois pulsos, a corda se apresentará com a configuração representada na figura 2. Considerando a superposição apenas desses dois pulsos, a configuração da corda será a represen- tada na figura 2, pela primeira vez, no instante a) 1,0 s. b) 1,5 s. c) 2,0 s. d) 2,5 s. e) 3,0 s. 84. Um afinador de pianos, ao realizar seu trabalho, vale-se de diapasões que emitem sons de frequên- cias-padrão. Para afinar certa nota, após acioná-la, ele percute o diapasão correspondente e ouve os dois sons. A afinação da nota será considerada finda quando o afinador não observar entre os sons do piano e do diapasão: a) interferência. b) polarização. c) batimentos. d) ressonância. e) reflexão. 85. Em uma corda vibrante, é possível observar ondas estacionárias. Elas se formam devido aos fenô- menos de: a) reflexão e refração. b) dispersão e reflexão. c) refração e polarização. d) reflexão e interferência. e) interferência e polarização. 86. Uma onda estacionária é estabelecida numa cor- da, de modo a formar três ventres e quatro nós, como está esquematizado na figura: Sabendo que a distância entre os nós extremos é de 1,5 m e a velocidade da onda é de 10 m/s, de- termine a frequência dessa onda. 87. Uma corda de comprimento < 5 2,4 m vibra com frequência de 300 Hz no estado estacionário re- presentado na figura. Qual a velocidade de pro- pagação da onda na corda? , 5 2,4 m 88. O esquema seguinte representa a configuração estacionária formada numa corda elástica, que tem uma extremidade fixa e outra vibrante: 6,0 cm 3,0 cm A respeito da onda estacionária formada na corda, aponte a alternativa verdadeira: a) Embora sua velocidade de propagação seja nula, ela transporta energia. b) Sua amplitude vale 6,0 cm. c) Seu comprimento de onda vale 3,0 cm. d) A distância entre dois de seus nós pode ser de 6,0 cm. e) A distância entre dois de seus ventres é de 4,0 cm. 89. (Aman-RJ) Em um forno de micro-ondas, o pro- cesso de aquecimento é feito por ondas eletro- magnéticas que atingem o alimento ali colocado, incidindo assim nas moléculas de água nele pre- sentes. Tais ondas, de frequência 2,45 GHz, atingem aquelas moléculas, que, por possuí- rem esta mesma frequência natural, passam a vibrar cada vez mais intensamente. Desse modo, podemos afirmar que o aquecimento descrito é decorrente do seguinte fenômeno ondulatório: a) batimento. b) refração. c) interferência. d) ressonância. e) difração. B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra R e p ro d u ç ã o /F a m e rp , 2 0 1 7 2CONECTEFIS_MERC18Sa_U2_Top2_p275a351.indd 326 7/7/18 2:27 PM 327TÓPICO 2 | ONDAS Exercícios Nível 2 90. (SBF) Dois pulsos de onda propagam-se sem dis- persão ao longo de uma linha reta, aproximando-se um do outro. O módulo da velocidade de propaga- ção dos pulsos é v. No instante t0 = 0 a forma da onda é mostrada na figura abaixo. Nesse instante ainda não há superposição entre os dois pulsos e a distância entre os mínimos que os lideram é D. t 5 0 v D v No instante 5 ? t D 2 v a forma da onda é dada por a) b) c) d) 91. Durante uma aula de ondulatória, o professor de Física levou a classe para o pátio da escola. Uti- lizando uma corda e uma mola, mostrou aos alu- nos ondas que se propagavam ao longo desses dispositivos. Em um dos experimentos, o mestre fixou uma das extremidades da corda em um anel que foi encaixado, com folga, em um pequeno poste fixo ao chão e, com movimentos verticais, produziu na outra três pulsos transversais que se propagaram para a direita. Veja a situação repre- sentada na figura a seguir. C B A A partir do instante visualizado, até que ocorra a reflexão total do último pulso, ocorrerão, sequen- cialmente: a) duas interferências construtivas. b) duas interferências construtivas e uma des- trutiva. c) uma interferência destrutiva, uma construtiva e outra destrutiva. d) duas interferências destrutivas. e) duas interferências destrutivas e uma cons- trutiva. 92. Duas ondas harmônicas, de mesma frequência e igual comprimento de onda, propagam-se em duas cordas idênticas. Os esquemas representam o per- fil de um mesmo trecho das cordas nos instantes t 0 5 0 e 5t T 41 , em que T é o período das ondas: o n d a r e s u lt a n t e c o r d a B t 1 5 t 2 5 t 3 5t 0 5 0 c o r d a A T 4 T 2 3T 4 Determine: a) o sentido de propagação das ondas, em cada corda; b) o perfil das cordas nos instantes 5t T 22 e 5t 3T 43 ; B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra R e p ro d u ç ã o /A rq u iv o d a e d it o ra Il u s tr a ç õ e s : R e p ro d u ç ã o /A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra 2CONECTEFIS_MERC18Sa_U2_Top2_p275a351.indd 327 7/7/18 2:27 PM