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COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória Testes de Sala 01 – UNESP-SP – Um projetor rudimentar, confeccionado com uma lente convergente, tem o objetivo de formar uma imagem real e aumentada de um slide. Quando esse slide é colocado bem próximo do foco da lente e fortemente iluminado, produz-se uma imagem real, que pode ser projetada em uma tela, como ilustrado na figura. A distância focal é de 5 cm e o slide é colocado a 6 cm da lente. A imagem projetada é real e direita. Calcule a) a posição, em relação à lente, onde se deve colocar a tela, para se ter uma boa imagem. b) a ampliação lateral (aumento linear transversal). 02 – UNESP-SP – Uma pessoa, com certa deficiência visual, utiliza óculos com lentes convergentes. Colocando-se um objeto de 0,6 cm de altura a 25,0 cm da lente, é obtida uma imagem a 100 cm da lente. Considerando que a imagem e o objeto estão localizados do mesmo lado da lente, calcule a) a convergência da lente, em dioptrias. b) a altura da imagem do objeto, formada pela lente. 03 – UFU-MG – Um objeto (O) de 1 cm de altura é colocado a uma distância de 2 cm do centro de uma lente convergente (L1) de distância focal 1,5 cm, conforme figura a seguir Deseja-se aumentar a imagem formada por este objeto, de modo que ela atinja 6 vezes a altura do objeto original. Para isso utiliza- se uma segunda lente L2‚, de características idênticas a L1. Calcule a que distância x essa segunda lente L2‚ deve ser colocada da lente L1 (veja a figura apresentada) para que a imagem formada seja real, direita, e 6 vezes maior que o objeto original. 04 – PUC-SP – Um espelho côncavo de distância focal 30cm e uma lente convergente de distância focal 12cm são dispostos coaxialmente, separados por uma distância de 75cm. Um objeto AB é colocado entre o espelho e a lente e a 15cm da lente, como mostra a figura. Admitindo que o espelho e a lente estão sendo usados dentro das condições de Gauss, a imagem obtida por reflexão no espelho e refração na lente, é a) real, direita e a 60cm da lente. b) virtual, direita e a 60cm da lente. c) real, invertida e a 30cm da lente. d) real, direita e a 30cm da lente. e) real, invertida e a 15cm da lente. COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória Testes de Casa 01 – Uneb – Cientistas da Stanford University lançaram dúvidas sobre o fato de alimentos orgânicos serem realmente mais nutritivos que os cultivados de maneira convencional. O espinhoso segredo é que, sejam suas maçãs e espinafres orgânicos ou não, os níveis de nutrientes podem variar dramaticamente dependendo das condições de cultivo, como tipo e qualidade do solo, temperatura, e dias de sol ou chuva. Como consumidor, não há meios para verificar, de maneira independente, como escolher um lote de melhor qualidade. Mas um scanner manual permite checar a densidade de nutrientes. A tecnologia básica existe há décadas. A espectroscopia de infravermelho próximo, NIR, encontrou aplicações na produção farmacêutica, na medicina, na agricultura e na astronomia. O NIR funciona com o princípio de que moléculas diferentes vibram de maneira levemente diferente. Quando a luz infravermelha é espalhada em certa amostra, ou refletida por ela, determinados comprimentos de onda são absorvidos mais que outros pelas ligações químicas em vibração. Ao medir a fração de luz de infravermelho próximo absorvida em cada comprimento de onda, cientistas podem obter um registro distinto, característico da amostra. Os resultados são precisos e rápidos. O NIR tem uma grande limitação para um scanner de supermercado: ele não dá leituras para compostos com uma concentração menor que 0,1%. Um vegetal médio possui 92% de água. Depois disso, vêm os macronutrientes, como carboidratos e proteínas, em quantidades altas o bastante para detecção pelo NIR, seguidos pelos micronutrientes, incluindo vitaminas, minerais e antioxidantes, que, em geral, possuem pequenas concentrações para serem detectadas. (VITAMINAS e micronutrientes. 2013. p.12-13). A figura representa um esquema simplificado de um equipamento de espectroscopia de infravermelho. Com base nos conhecimentos de óptica geométrica, analise as afirmativas e marque V para as verdadeiras e F, para as falsas. ( ) Os dois espelhos associados em forma de um V formam entre si um ângulo de 45°. ( ) As propriedades físicas da luz do ponto de vista da óptica geométrica envolvidas no processo de espectroscopia são reflexão e refração. ( ) Os feixes de radiação infravermelha que incidem sobre as superfícies dos espelhos sofrem reflexão total. ( ) Um dos espelhos de um canto pode ser substituído por um prisma óptico, de ângulo de abertura de 90° e de índice de refração 2, com a base do prisma, oposta ao ângulo de abertura, colocada sobre o espelho. A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a a) V – F – F – V b) V – F – V – F c) F – V – F – V d) V – V – F – F e) F – V – V – F COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória 02 – Uesc A análise da figura que representa o esquema de formação de imagens em um microscópio composto, um instrumento óptico que possui componentes básicos que são duas lentes, a objetiva e a ocular, que permitem a observação de pequenos objetos com bastante ampliação, permite afirmar: a) A lente objetiva e a ocular possuem bordas grossas. b) A imagem A’B’, em relação à ocular, é um objeto virtual. c) A imagem formada pelo microscópio, A’’B’’, é virtual em relação à objetiva. d) O valor absoluto da razão entre y’’ e y é a ampliação fornecida pelo microscópio. e) A distância entre a objetiva e a ocular é igual à soma das distâncias focais das lentes objetiva e ocular. 03 – Fuvest – Num ambiente iluminado, ao focalizar um objeto distante, o olho humano se ajusta a essa situação. Se a pessoa passa, em seguida, para um ambiente de penumbra, ao focalizar um objeto próximo, a íris a) aumenta, diminuindo a abertura da pupila, e os músculos ciliares se contraem, aumentando o poder refrativo do cristalino. b) diminui, aumentando a abertura da pupila, e os músculos ciliares se contraem, aumentando o poder refrativo do cristalino. c) diminui, aumentando a abertura da pupila, e os músculos ciliares se relaxam, aumentando o poder refrativo do cristalino. d) aumenta, diminuindo a abertura da pupila, e os músculos ciliares se relaxam, diminuindo o poder refrativo do cristalino. e) diminui, aumentando a abertura da pupila, e os músculos ciliares se relaxam, diminuindo o poder refrativo do cristalino. 04 – Upf – Uma pessoa com visão perfeita observa um adesivo, de tamanho igual a 6 mm, grudado na parede na altura de seus olhos. A distância entre o cristalino do olho e o adesivo é de 3 m. Supondo que a distância entre esse cristalino e a retina, onde se forma a imagem, é igual a 20 mm, o tamanho da imagem do adesivo formada na retina é: a) 34 10 mm. b) 35 10 mm. c) 24 10 mm. d) 45 10 mm. e) 42 10 mm. COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricase Ondulatória 05 – Faculdade Albert Einstein – Uma estudante de medicina, dispondo de espelhos esféricos gaussianos, um côncavo e outro convexo, e lentes esféricas de bordos finos e de bordos espessos, deseja obter, da tela de seu celular, que exibe a bula de um determinado medicamento, e aqui representada por uma seta, uma imagem ampliada e que possa ser projetada na parede de seu quarto, para que ela possa fazer a leitura de maneira mais confortável. Assinale a alternativa que corresponde à formação dessa imagem, através do uso de um espelho e uma lente, separadamente. a) b) c) d) 06 – Unesp – Quando entrou em uma ótica para comprar novos óculos, um rapaz deparou-se com três espelhos sobre o balcão: um plano, um esférico côncavo e um esférico convexo, todos capazes de formar imagens nítidas de objetos reais colocados à sua frente. Notou ainda que, ao se posicionar sempre a mesma distância desses espelhos, via três diferentes imagens de seu rosto, representadas na figura a seguir. Em seguida, associou cada imagem vista por ele a um tipo de espelho e classificou- as quanto às suas naturezas. Uma associação correta feita pelo rapaz está indicada na alternativa: a) o espelho A é o côncavo e a imagem conjugada por ele é real. b) o espelho B é o plano e a imagem conjugada por ele é real. c) o espelho C é o côncavo e a imagem conjugada por ele é virtual. d) o espelho A é o plano e a imagem conjugada por ele é virtual. e) o espelho C é o convexo e a imagem conjugada por ele é virtual. COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória 07 – Fuvest – Uma moeda está no centro do fundo de uma caixa d’água cilíndrica de 0,87 m de altura e base circular com 1,0 m de diâmetro, totalmente preenchida com água, como esquematizado na figura. Se um feixe de luz laser incidir em uma direção que passa pela borda da caixa, fazendo um ângulo θ com a vertical, ele só poderá iluminar a moeda se Note e adote: Índice de refração da água: 1,4 1 1 2 2 n sen( ) n sen( ) sen(20 ) cos(70 ) 0,35 sen(30 ) cos(60 ) 0,50 sen(45 ) cos(45 ) 0,70 sen(60 ) cos(30 ) 0,87 sen(70 ) cos(20 ) 0,94 θ θ a) 20θ b) 30θ c) 45θ d) 60θ e) 70θ 08 – Acafe – Dioptria é uma unidade de medida que afere o poder de vergência (ou refração) de um sistema ótico. Exprime a capacidade de um meio transparente modificar o trajeto da luz. Na ótica, é a unidade de medida da potência de uma lente corretiva (popularmente conhecido como grau). Numa consulta, há dez anos, um médico oftalmologista receitou um óculos para correção de miopia para uma pessoa, com lentes divergentes de 2,0 dioptrias. Numa consulta atual, uma nova receita foi feita com 2,5 dioptrias. Em relação à afirmação anterior, assinale a alternativa correta que completa as lacunas da frase a seguir. Nesse período de dez anos a distância focal das lentes desses óculos foi __________ em __________ cm. a) reduzida - 10 b) aumentada - 10 c) reduzida - 0,5 d) aumentada - 0,5 COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória 09 – Acafe – Os avanços tecnológicos vêm contribuindo cada vez mais no ramo da medicina, com melhor prevenção, diagnóstico e tratamento de doenças. Vários equipamentos utilizados são complexos, no entanto, alguns deles são de simples construção. O otoscópio é um instrumento utilizado pelos médicos para observar, principalmente, a parte interna da orelha. Possui fonte de luz para iluminar o interior da orelha e uma lente de aumento (como de uma lupa) para facilitar a visualização. Considerando a figura e o exposto acima, assinale a alternativa correta que completa as lacunas da frase a seguir: A lente do otoscópio é __________ e a imagem do interior da orelha, vista pelo médico é __________. a) convergente - real, maior e invertida b) convergente - virtual, maior e direita c) divergente - virtual, maior e direita d) divergente - real, maior e invertida 10 – AMAN – Um estudante foi ao oftalmologista, reclamando que, de perto, não enxergava bem. Depois de realizar o exame, o médico explicou que tal fato acontecia porque o ponto próximo da vista do rapaz estava a uma distância superior a 25 cm e que ele, para corrigir o problema, deveria usar óculos com “lentes de 2,0 graus“, isto é, lentes possuindo vergência de 2,0 dioptrias. Do exposto acima, pode-se concluir que o estudante deve usar lentes a) divergentes com 40 cm de distância focal. b) divergentes com 50 cm de distância focal. c) divergentes com 25 cm de distância focal. d) convergentes com 50 cm de distância focal. e) convergentes com 25 cm de distância focal. 11 – Upe – Dois espelhos planos, 1E e 2E , são posicionados de forma que o maior ângulo entre eles seja igual a 240 .θ Um objeto pontual está posicionado à mesma distância d até cada espelho, ficando na reta bissetriz do ângulo entre os espelhos, conforme ilustra a figura. Sabendo que a distância entre as imagens do objeto é igual a 1,0m, determine o valor da distância d. a) 0,5m b) 1,5m c) 2,0m d) 3,5m e) 4,0m COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória 12 – Unesp – Nas câmeras fotográficas digitais, os filmes são substituídos por sensores digitais, como um CCD (sigla em inglês para Dispositivo de Carga Acoplada). Uma lente esférica convergente (L), denominada objetiva, projeta uma imagem nítida, real e invertida do objeto que se quer fotografar sobre o CCD, que lê e armazena eletronicamente essa imagem. A figura representa esquematicamente uma câmera fotográfica digital. A lente objetiva L tem distância focal constante e foi montada dentro de um suporte S, indicado na figura, que pode mover-se para a esquerda, afastando a objetiva do CCD ou para a direita, aproximando-a dele. Na situação representada, a objetiva focaliza com nitidez a imagem do objeto O sobre a superfície do CCD. Considere a equação dos pontos conjugados para lentes esféricas, em que f é a distância focal da lente, p a coordenada do objeto e p' a coordenada da imagem. Se o objeto se aproximar da câmera sobre o eixo óptico da lente e a câmera for mantida em repouso em relação ao solo, supondo que a imagem permaneça real, ela tende a mover-se para a a) esquerda e não será possível mantê-la sobre o CCD. b) esquerda e será possível mantê-la sobre o CCD movendo- se a objetiva para a esquerda. c) esquerda e será possível mantê-la sobre o CCD movendo- se a objetiva para a direita. d) direita e será possível mantê-la sobre o CCD movendo- se a objetiva para a esquerda. e) direita e será possível mantê-la sobre o CCD movendo-se a objetiva para a direita. 13 – Imed –Ao posicionar um objeto diante de uma lente esférica de características desconhecidas, é conjugada uma imagem real, invertida e com as mesmas dimensões do objeto. Tanto o objeto quanto sua imagem estão a 40 cm do plano da lente. Com relação a essa lente, podemos afirmar que: a) Trata-se de uma lente divergente com distância focal igual a 10 cm. b) Trata-se de uma lente bicôncava com distância focal superior a 25 cm. c) Trata-se de uma lente convergente com distância focal inferior a 10 cm. d) Trata-se de uma lente divergente com distância focal superior a 30 cm. e) Trata-se de uma lente convergente com distância focal igual a 20 cm. COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória 14 – Pucpr – A equação de Gauss relaciona a distância focal (f ) de uma lente esférica delgada com as distâncias do objeto (p) e da imagem (p') ao vértice da lente. O gráfico dado mostra a ampliação (m) da imagem em função da distância do objeto para uma determinada lente delgada. Se o objeto estiver a 6 cm da lente, a que distância a imagem se formará da lente e quais as suas características? a) Será formada a 3,75 cm da lente uma imagem virtual, direita e menor. b) Será formada a 30 cm da lente uma imagem real, direita e menor. c) Será formada a 30 cm da lente uma imagem virtual, invertida e menor. d) Será formada a 3,75 cm da lente uma imagem real, direita e maior. e) Será formada a 3,75 cm da lente uma imagem virtual, invertida e menor. 15 – Enem – Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (lbn al-Haytham: 965-1040 d.C.) escreveu sua principal obra, o Livro da Óptica, que, com base em experimentos, explicava o funcionamento da visão e outros aspectos da ótica, por exemplo, o funcionamento da câmara escura. O livro foi traduzido e incorporado aos conhecimentos científicos ocidentais pelos europeus. Na figura, retirada dessa obra, é representada a imagem invertida de edificações em tecido utilizado como anteparo. Se fizermos uma analogia entre a ilustração e o olho humano, o tecido corresponde ao(à) a) íris b) retina c) pupila d) córnea e) cristalino COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória 16 – Enem PPL – O avanço tecnológico da medicina propicia o desenvolvimento de tratamento para diversas doenças, como as relacionadas à visão. As correções que utilizam laser para o tratamento da miopia são consideradas seguras até 12 dioptrias, dependendo da espessura e curvatura da córnea. Para valores de dioptria superiores a esse, o implante de lentes intraoculares é mais indicado. Essas lentes, conhecidas como lentes fácicas (LF), são implantadas junto à córnea, antecedendo o cristalino (C), sem que esse precise ser removido, formando a imagem correta sobre a retina (R). O comportamento de um feixe de luz incidindo no olho que possui um implante de lentes fácicas para correção do problema de visão apresentado é esquematizado por a) b) c) d) e) 17 – Ufpr – Um microscópio composto é constituído, em sua forma mais simples, por duas lentes convergentes colocadas em sequência, conforme esquematizado na figura abaixo. A lente mais próxima ao objeto é chamada objetiva e a lente mais próxima ao olho humano é chamada ocular. A imagem formada pela objetiva é real, maior e invertida, e serve como objeto para a ocular, que forma uma imagem virtual, direita e maior com relação à imagem formada pela objetiva. Suponha que a distância focal da lente objetiva seja 1 cm, a distância focal da lente ocular seja 4 cm e a distância entre as lentes seja de 6 cm. Com base nas informações acima e nos conceitos de Óptica, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) Para que a imagem formada pela objetiva tenha as características especificadas no enunciado, o objeto deve estar a uma distância maior que 2 cm dessa lente. ( ) Supondo que o objeto esteja a uma distância de 1,5 cm da objetiva, a imagem formada por esta lente estará a 3 cm dela. ( ) A imagem final formada por este microscópio é virtual, invertida e maior em relação ao objeto. ( ) A imagem formada pela objetiva deve estar a uma distância maior que 4 cm da ocular. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V – F – F – V. b) F – V – V – F. c) V – V – F – F. d) F – F – V – V. e) F – V – V – V. COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória GABARITO 01-C 02-D 03-B 04-C 05-B 06-C 07-C 08-A 09-B 10-D 11-A 12-D 13-E 14-A 15-B 16-B 17-B COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória 1. (Unesp 2016) Uma corda elástica está inicialmente esticada e em repouso, com uma de suas extremidades fixa em uma parede e a outra presa a um oscilador capaz de gerar ondas transversais nessa corda. A figura representa o perfil de um trecho da corda em determinado instante posterior ao acionamento do oscilador e um ponto P que descreve um movimento harmônico vertical, indo desde um ponto mais baixo (vale da onda) até um mais alto (crista da onda). Sabendo que as ondas se propagam nessa corda com velocidade constante de 10 m / s e que a frequência do oscilador também é constante, a velocidade escalar média do ponto P, em m / s, quando ele vai de um vale até uma crista da onda no menor intervalo de tempo possível é igual a a) 4. b) 8. c) 6. d) 10. e) 12. 2. (Unisinos 2016) Na Bíblia Sagrada, em GÊNESIS, capítulo 1, versículos 1 a 5, lê-se: 1. No princípio, Deus criou os céus e a terra. 2. A terra, entretanto, era sem forma e vazia. A escuridão cobria o mar que envolvia toda a terra, e o Espírito de Deus se movia sobre a face das águas. 3. Disse Deus: “Haja luz!”, e houve luz. 4. Viu Deus que a luz era boa; e separou a luz das trevas. 5. Chamou Deus à luz “Dia”, e às trevas chamou “Noite”. Houve, então, a tarde e a manhã: o primeiro dia. Ao comparar-se a luz (onda luminosa) com o som (onda sonora), afirma-se que I. a luz é uma onda transversal, e o som, uma onda longitudinal. II. a luz é uma onda eletromagnética, e o som, uma onda mecânica. III. no ar, a velocidade com que a luz se propaga é menor que a do som. Sobre as proposições anteriores, pode-se afirmar que a) apenas I está correta. b) apenas I e II estão corretas. c) apenas I e III estão corretas. d) apenas II e III estão corretas. e) I, II e III estão corretas. 3. (Uemg 2016) “É que minha neta, Alice, de 15 meses, está vivendo essa fase e eu fico imaginando se ela guardará na memória a emoção que sente ao perceber pela primeira vez que uma chave serve para abrir a porta, ... queo controle remoto liga a televisão (...)” VENTURA, 2012, p. 37. O controle remoto utiliza a tecnologia do COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória . Três candidatos ao vestibular da UEMG fizeram afirmações sobre essa tecnologia: Candidato 1: a luz infravermelha é visível pelo olho humano, sendo um tipo de onda eletromagnética. Candidato 2: no vácuo, a luz infravermelha tem uma velocidade menor que a da luz vermelha, embora sua frequência seja menor. Candidato 3: o comprimento de onda da luz infravermelha é menor que o comprimento de onda da luz vermelha, embora a velocidade das duas seja a mesma. Fizeram afirmações CORRETAS: a) Todos os candidatos. b) Apenas os candidatos 1 e 2. c) Apenas o candidato 3. d) Nenhum dos candidatos. 4. (Pucmg 2016) Os morcegos são capazes de emitir ondas de ultrassom com comprimento aproximadamente de 0,003m. Sobre as ondas emitidas por esses animais, assinale a opção CORRETA. a) São ondas eletromagnéticas que se propagam no vácuo das cavernas. b) São ondas longitudinais. c) São ondas transversais. d) São ondas mecânicas que se propagam no vácuo. 5. (G1 - col. naval 2016) Um certo submarino, através do seu sonar, emite ondas ultrassônicas de frequência 28 kHz, cuja configuração é apresentada na figura abaixo: Em uma missão, estando em repouso, esse submarino detectou um obstáculo a sua frente, medido pelo retorno do sinal do sonar 1,2 segundos após ter sido emitido. Para essa situação, pode-se afirmar que a velocidade da onda sonora nessa água e a distância em que se encontra o obstáculo valem, respectivamente: a) 340 m s e 460 m. b) 340 m s e 680 m. c) 340 m s e 840 m. d) 1400 m s e 680 m. e) 1400 m s e 840 m. 6. (Uema 2015) Um bombeiro, ao desenrolar uma mangueira homogênea, leve, de comprimento "L", na operação de combate a um incêndio, aplica na extremidade dessa mangueira um pulso que se propaga no sentido dos valores crescentes de " x", conforme a figura a seguir. COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória O fenômeno físico observado, após o pulso atingir o extremo x L (fixo), é a a) reflexão com inversão de fase. b) refração com inversão de fase. c) propagação finalizada. d) refração com manutenção de fase. e) reflexão com manutenção de fase. 7. (Ufrgs 2015) Na figura abaixo, estão representadas duas ondas transversais P e Q, em um dado instante de tempo. Considere que as velocidades de propagação das ondas são iguais. Sobre essa representação das ondas P e Q, são feitas as seguintes afirmações. I. A onda P tem o dobro da amplitude da onda Q. II. A onda P tem o dobro do comprimento de onda da onda Q. III. A onda P tem o dobro de frequência da onda Q. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) I, II e III. 8. (Uern 2015) O período da onda periódica a seguir é 2,5s. COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória É correto afirmar que a velocidade de propagação dessa onda é a) 1,8cm / s. b) 2,2cm / s. c) 2,6cm / s. d) 3,2cm / s. 9. (Espcex (Aman) 2015) Uma das atrações mais frequentadas de um parque aquático é a “piscina de ondas”. O desenho abaixo representa o perfil de uma onda que se propaga na superfície da água da piscina em um dado instante. Um rapaz observa, de fora da piscina, o movimento de seu amigo, que se encontra em uma boia sobre a água e nota que, durante a passagem da onda, a boia oscila para cima e para baixo e que, a cada 8 segundos, o amigo está sempre na posição mais elevada da onda. O motor que impulsiona as águas da piscina gera ondas periódicas. Com base nessas informações, e desconsiderando as forças dissipativas na piscina de ondas, é possível concluir que a onda se propaga com uma velocidade de a) 0,15 m / s b) 0,30 m / s c) 0,40 m / s d) 0,50 m / s e) 0,60 m / s 10. (Acafe 2015) Um professor de Física, querendo ensinar ondas estacionárias aos seus alunos, construiu um experimento com duas cordas, como mostra a figura. Pressionou a corda 1 a 80 cm do ponto fixo e, tocando na corda, criou o primeiro harmônico de uma onda estacionária. Sabendo que a frequência conseguida na corda 1 e 440 hz, e que a velocidade da onda na corda 2 é o dobro da velocidade da onda na corda 1, determine a posição que alguém deverá pressionar a corda 2 para conseguir o primeiro harmônico de uma onda estacionária com o dobro da frequência conseguida na corda 1. A alternativa correta é: COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória a) C. b) A. c) B. d) D. 11. (Pucrs 2014) Analise a figura abaixo, que mostra uma corda presa nas duas extremidades, vibrando de modo a produzir três meios comprimentos de onda ( / 2),λ na extensão de 1,2 m. Admitindo que, durante a vibração da corda, é originada a onda estacionária representada na figura, cujos ventres oscilam 120 vezes por segundo, é possível afirmar que a velocidade de propagação dos pulsos, na corda, é igual a a) 30 m/s b) 84 m/s c) 96 m/s d) 110 m/s e) 120 m/s 12. (Enem PPL 2013) Em um violão afinado, quando se toca a corda Lá com seu comprimento efetivo (harmônico fundamental), o som produzido tem frequência de 440 Hz. Se a mesma corda do violão é comprimida na metade do seu comprimento, a frequência do novo harmônico a) se reduz à metade, porque o comprimento de onda dobrou. b) dobra, porque o comprimento de onda foi reduzido à metade. c) quadruplica, porque o comprimento de onda foi reduzido à metade. d) quadruplica, porque o comprimento de onda foi reduzido à quarta parte. e) não se modifica, porque é uma característica independente do comprimento da corda que vibra. 13. (G1 - ifsc 2012) Em dias de tempestade, podemos observar no céu vários relâmpagos seguidos de trovões. Em algumas situações, estes chegam a proporcionar um espetáculo à parte. É CORRETO afirmar que vemos primeiro o relâmpago e só depois escutamos o seu trovão porque: a) o som se propaga mais rápido que a luz. COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória b) a luz se propaga mais rápido que o som. c) a luz é uma onda mecânica. d) o som é uma onda eletromagnética. e) a velocidade do som depende da posição do observador. 14. (Enem 2012) Em um dia de chuva muito forte, constatou-se uma goteira sobre o centro de uma piscina coberta, formando um padrão de ondas circulares. Nessa situação, observou-se que caíam duas gotas a cada segundo. A distância entre duas cristas consecutivas era de 25 cm e cada uma delas se aproximava da borda da piscina com velocidade de 1,0 m s. Após algum tempo a chuva diminuiu e a goteira passou a cair uma vez por segundo. Com a diminuição da chuva, a distância entre as cristas e a velocidade de propagação da onda se tornaram, respectivamente, a) maior que 25 cm e maior que 1,0 m s. b) maior que 25 cm e igual a 1,0 m s. c) menor que 25 cm e menor que 1,0 m s. d) menor que 25 cm e igual a 1,0 ms. e) igual a 25 cm e igual a 1,0 m s. 15. (Ufsm 2012) Um concertista, ao tocar seu violão, executa as notas musicais com as durações e frequências que caracterizam a música tocada. As pessoas que estão na plateia, tanto as mais próximas quanto as mais distantes, escutam as mesmas notas, com as mesmas durações e frequências, ou seja, a mesma música. Esse fato pode ser atribuído a) à qualidade acústica da sala de concertos. b) à afinação do instrumento. c) ao fato de a velocidade do som ter o mesmo módulo para todas as frequências sonoras. d) ao fenômeno da reverberação. e) ao fenômeno da ressonância. COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória Gabarito: Resposta da questão 1: [B] Na figura nota-se que a distância dada, 3m, corresponde a 1,5 comprimento de onda. Assim: 1,5 3 2m.λ λ Aplicando a equação fundamental da ondulatória: v 10 v f f f 5 Hz. 2 λ λ O intervalo de tempo ( t)Δ para o ponto P ir de um vale a uma crista é meio período e a distância percorrida nesse tempo (d) é 0,8m. Então: m m T 1 1 t t 0,1 s. d 0,8 2 2f 2 5 v v 8m/s. t 0,1 d 0,8m. Δ Δ Δ Resposta da questão 2: [B] [III] Falsa. A velocidade da luz no ar é muito próxima a 83,0 10 m / s contra 23,4 10 m / s do som no ar, chegando a ordem de grandeza dessa diferença a um milhão de vezes. Resposta da questão 3: [D] Candidato 1: Sua afirmativa é falsa, pois a luz infravermelha é invisível pelo olho humano. Candidato 2: Afirmativa falsa, pois no vácuo, a velocidade das ondas eletromagnéticas tem o mesmo valor para qualquer frequência, ou seja, a velocidade da luz. Candidato 3: Afirmativa falsa, devido ao comprimento de onda da luz infravermelha ser maior que o comprimento de onda da luz vermelha. Logo, nenhum dos candidatos estavam corretos. Resposta da questão 4: [B] As ondas sonoras são classificadas como ondas mecânicas por se propagarem em meios materiais apenas (no vácuo não se propagam), com a característica de vibrarem na mesma direção de propagação e, portanto chamadas de ondas longitudinais. COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória Resposta da questão 5: [E] Dado: 3f 28 kHz 28 10 Hz. Da figura, o comprimento de onda ( )λ é: 22 2,5 5cm 5 10 m.λ Da equação fundamental da ondulatória: 2 3v f 5 10 28 10 v 1.400m/s.λ Como o intervalo de tempo dado e o tempo total de ida e volta, o tempo de ida é t 0,6s.Δ Assim, a distância pedida (d) é: d v t 1.400 0,6 d 840m.Δ Resposta da questão 6: [A] A reflexão da onda mecânica na mangueira acontece com inversão da fase devido ao extremo ser fixo. Se a extremidade da mangueira estivesse frouxa como um laço aberto, a reflexão do pulso não teria a inversão de fase. Resposta da questão 7: [B] A figura mostra as amplitudes e os comprimentos de onda das duas ondas. [I] Incorreta. Como mostra a figura, P QA A . [II] Correta. Como mostra a figura, P Q2 .λ λ [III] Incorreta. A onda P tem a metade da frequência da onda Q. Q P Q P P Q Q Q P Q Q P f v v f f 2 f f f . 2 λ λ λ λ COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória Resposta da questão 8: [D] Analisando a figura do enunciado, pode-se notar que do ponto A ao ponto B existem 3,5 comprimentos de onda. Como o comprimento total AB(d ) é 28 cm, então: AB3,5 d 28 8 cm λ λ Utilizando a equação fundamental da ondulatória e os dados do enunciado, temos que: v f 1 v T 1 v 8 2,5 v 3,2 cm s λ λ Resposta da questão 9: [D] Da figura, o comprimento de onda, menor distância entre dois pontos que vibram em fase, é 4m.λ Supondo que 8 s seja o menor tempo para que o amigo esteja na posição mais elevada da onda, o período de oscilação é T = 8 s. Usando a equação fundamental da ondulatória: 4 v v 0,5 m/s. T 8 λ COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória Resposta da questão 10: [C] Analisando o enunciado, temos os seguintes dados: 1 2 2 1 1 f 440 Hz f 880 Hz v 2 v l 80 cm 0,8 m Sabendo que a frequência de um harmônico é dada por: n n v f 2 l Analisando a 1ª corda, temos: 1 1 1 1 1 1 n v 1 v f 440 2 l 2 0,8 v 440 1,6 v 704 m s Agora, analisando a 2ª corda, temos: 12 1 2 2 2 2 2 n 2 vn v 1 2 704 f 880 2 l 2 l 2 l 1408 l 880 l 0,8 m Resposta da questão 11: [C] Dados: f = 120 Hz; L = 1,2 m. Da figura: 3 2 L 2 1,2 L 0,8 m. 2 3 3 v f 0,8 120 v 96 m/s. λ λ λ Resposta da questão 12: [B] O comprimento de onda 1( )λ e a frequência (f1) do 1º harmônico de uma corda fixa nas duas extremidades são: 1 1 1 1 v f v f . 2 L 2 L λ λ Como a velocidade é constante, não dependendo da ordem do harmônico, se o comprimento da corda é reduzido à metade, o comprimento de onda também se reduz à metade, dobrando a frequência do harmônico fundamental. COLÉGIO SÃO PAULO Lista suplementar- Física Lentes Esféricas e Ondulatória Resposta da questão 13: [B] Vemos o relâmpago quase que instantaneamente, pois a velocidade da luz no ar é cerca de 300.000.000 m/s, enquanto o som do trovão propaga-se a 340 m/s, bem mais lento que a luz. Resposta da questão 14: [B] Observação: a banca examinadora cometeu nessa questão um grave deslize, contrariando a equação fundamental da ondulatória. Vejamos: - caem duas gotas por segundo: f 2 Hz; - distância entre duas cristas consecutivas: 25 cm 0,25 m;λ - velocidade de propagação: v f 0,25 2 v 0,5 m s.λ (O enunciado fornece a velocidade como 1m s ???!!!) A velocidade de propagação de uma onda só depende do meio de propagação e da natureza da própria onda. Como o meio é a água, a velocidade continua igual a 1m s. A distância entre cristas consecutivas é o comprimento de onda. De acordo com a equação fundamental: v v f . f λ λ Como a velocidade não se alterou e a frequência diminuiu, o comprimento de onda aumentou, ou seja, a distância entre as cristas tornou-se maior que 25 cm. Resposta da questão 15: [C] A velocidade de propagação de uma onda sonora depende das condições do meio, não dependendo da frequência.
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