Tópicos de Física 2 - Caderno de Estudos-064-066

Prévia do material em texto

62 CADERNO DE ESTUDOS
Princípio de Huygens
Cada ponto de uma frente de onda comporta-se como uma nova fonte de ondas elemen-
tares, que se propagam para além da região já atingida pela onda original e com a mesma 
frequência que ela.
Difração
Em um meio homogêneo, a observação nos leva a acreditar que a propagação de uma 
onda é retilínea. Se ela passa por um ponto A e, depois de algum tempo, pelo ponto B, ela 
passará por todos os pontos do segmento AB. No entanto, ao encontrar obstáculos à sua 
propagação, essa onda sofre “encurvamento” nas regiões de borda. A esse encurvamento 
das ondas chamamos de difração.
Experiência de Young
luz
incidente
(I) (II) (III)
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
A expressão que pode ser usada para calcular a frequência ou o comprimento de onda 
da luz monocromática incidente no anteparo II é:
l 5
2yd
kD
Observe que y é a distância entre a franja considerada e o máximo central (a distância 
entre duas franjas claras ou entre duas franjas escuras consecutivas é a mesma), d é o 
espaçamento entre as duas fendas do anteparo II, D é a distância entre os anteparos II e III 
e k é um número inteiro relacionado com a ordem da franja: para k 5 0, 2, 4, ... temos fran-
jas claras; para k 5 1, 3, 5, ... temos franjas escuras.
Interferência em películas delgadas
A diferença do caminho percorrido por esses dois raios e a inversão de fase na reflexão da 
superfície externa podem proporcionar interferências construtivas ou destrutivas entre eles.
película
ar
ar
raios que
se interferem
P
a
u
lo
 M
a
n
zi
/A
rq
u
iv
o
 d
a
 e
d
it
o
ra
2CONECTE_CAD_ESTUDOS_FISICA_M2018_Top6_058a069.indd 62 7/26/18 11:01 AM
636 | ONDAS
1. (Uerj)
Para localizar obstáculos totalmente submersos, determinados navios estão equipados com sonares, cujas 
ondas se propagam na água do mar. Ao atingirem um obstáculo, essas ondas retornam ao sonar, possi-
bilitando assim a realização de cálculos que permitem a localização. Por exemplo, de um submarino.
Aplique o que aprendeu
Exercício resolvido
 1. (Enem) Uma manifestação comum das torcidas em estádios 
de futebol é a ola mexicana. Os espectadores de uma linha, 
sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam 
de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacen-
te. O efeito coletivo se propaga pelos espectadores do es-
tádio, formando uma onda progressiva, conforme ilustração.
Calcula-se que a velocidade de propagação dessa “onda humana” é de 45 km/h, e que cada período de os-
cilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente e distanciadas entre si por 80 cm.
Disponível em: www.ufsm.br. Acesso em: 7 dez. 2012 (adaptado).
Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de
a) 0,3. b) 0,5. c) 1,0. d) 1,9. e) 3,7.
Resolução:
⇒5 5
?
5v 45
km
h
45 1000 m
3600 s
v 12,5 m/s 
l 5 16 ? 0,80 m ⇒ l 5 12,8 m
Assim: 
V 5 lf ⇒ 12,5 5 12,8 ? f ⇒ f > 1,0 Hz
Resposta: C
R
e
p
ro
d
u
ç
ã
o
/E
n
e
m
, 
2
0
1
3
Questões
Adaptado de: naval.com.br.
R
e
p
ro
d
u
ç
ã
o
/U
E
R
J
, 
2
0
1
5
 Admita uma operação dessa natureza sob as seguintes condições:
 • temperatura constante da água do mar;
 • velocidade da onda sonora na água igual a 1450 m/s;
 • distância do sonar ao obstáculo igual a 290 m.
 Determine o tempo, em segundos, decorrido entre o instante da emissão da onda pelo sonar e o de seu 
retorno após colidir com o submarino.
2CONECTE_CAD_ESTUDOS_FISICA_M2018_Top6_058a069.indd 63 7/26/18 11:01 AM
64 CADERNO DE ESTUDOS
2. (UPE) 
Um relógio inteligente utiliza fotopletismografia para medir a frequência cardíaca de seu usuário. Essa 
tecnologia consiste na emissão de luz de coloração esverdeada no braço do portador e na conseguinte 
medição, por fotossensores, da intensidade da luz refletida por sua pele. Quando o coração bate, o san-
gue flui, e a absorção da luz verde através da pele é maior. Entre batidas, a absorção é menor. Piscando 
a luz centenas de vezes em um segundo, é possível calcular a frequência cardíaca. Suponha que, moni-
torando os resultados obtidos pelo relógio, um usuário tenha se deparado com o seguinte gráfico de 
absorção da luz em função do tempo: 
 Então, sua frequência cardíaca em batimentos por minuto (bpm) no momento da medida está melhor 
representada na faixa entre
a) 15 e 50 bpm. 
b) 55 e 65 bpm.
c) 70 e 85 bpm. 
d) 90 e 100 bpm. 
e) 105 e 155 bpm. 
R
e
p
ro
d
u
ç
ã
o
/U
P
E
, 
2
0
1
6
3. (Unicamp-SP) 
A tecnologia de telefonia celular 4G passou a ser utilizada no Brasil em 2013, como parte da iniciativa de 
melhoria geral dos serviços no Brasil, em preparação para a Copa do Mundo em 2014. Algumas operado-
ras inauguraram serviços como ondas eletromagnéticas na frequência de 40 MHz. Sendo a velocidade da 
luz no vácuo c 5 3,0 ? 106 m/s, o comprimento de ondas dessas ondas eletromagnéticas é
a) 1,2 m. b) 5,0 m. c) 12,0 m. d) 7,5 m.
2CONECTE_CAD_ESTUDOS_FISICA_M2018_Top6_058a069.indd 64 7/26/18 11:01 AM