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GRADUAÇÃO EAD GABARITO 16/04/2016 AV2 2016.1A CURSO DISCIPLINA ÓTICA E MOVIMENTOS ONDULATÓRIOS PROFESSOR(A) JOSINALDO OLIVEIRA DOS SANTOS TURMA DATA DA PROVA ALUNO(A) MATRÍCULA POLO GABARITO OBRIGATÓRIO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 E E C E B E B B D C ATENÇÃO – LEIA ANTES DE COMEÇAR 1. Preencha, obrigatoriamente, todos os itens do cabeçalho. 2. Esta avaliação possui 10 questões. 3. Todas as questões de múltipla escolha, apresentando uma só alternativa correta. 4. Qualquer tipo de rasura no gabarito anula a resposta. 5. Só valerão as questões que estiverem marcadas no gabarito presente na primeira página. 6. O aluno cujo nome não estiver na ata de prova deve dirigir-se à secretaria para solicitar autorização, que deve ser entregue ao docente. 7. Não é permitido o empréstimo de material de nenhuma espécie. 8. Anote o gabarito também na folha de “gabaritos do aluno” e leve-a para conferência posterior à realização da avaliação. 9. O aluno só poderá devolver a prova 1 hora após o início da avaliação 10. A avaliação deve ser respondida com caneta com tinta nas cores azul ou preta. Página 2 de 5 DISCIPLINA: ÓPITICA E MOVIMENTOS ONDULATÓRIOS PROFESSOR(A): JOSINALDO OLIVEIRA DOS SANTOS 1. Considere as afirmativas abaixo e as analise como VERDADEIRAS (V) ou FALSAS (F). I. Deslocamento ou elongação de uma partícula em movimento oscilatório é a distância entre os extremos da trajetória. II. Amplitude de um movimento oscilatório é o tempo que a partícula vai da posição de equilíbrio a um extremo da trajetória. III. Movimento harmônico simples é qualquer movimento periódico. IV. A aceleração de um movimento harmônico simples é constante e diferente de zero. V. O período de um movimento harmônico simples independe da amplitude. A sequência correta é: a) V – F – V – V – F b) F – F – F – F – F c) V – V – V – V – V d) V – V – V – V – F e) F – F – F – F – V Solução REFERÊNCIA: Guia de Estudo, Unidade 1, Movimento harmônico simples, Página 3 I – Falso, elongação de uma partícula é a distância que vai do ponto de equilíbrio a uma posição qualquer da trajetória; II – Falso, amplitude de uma partícula é a distância que vai do ponto de equilíbrio a um extremo da trajetória; III – Falso, o movimento harmônico simples é um movimento periódico onde a partícula retorna a posição inicial ao término do ciclo; IV – Falso, como a aceleração depende da função cosseno, ela é variável; V – Verdadeira, depende do comprimento do fio e da gravidade se for um pêndulo simples, também depende da massa do corpo e do tipo de mola se for o sistema massa-mola. 2. Dada a equação horária da elongação de um MHS x(t) = 4.cos[(π/2)t + π], onde x(t) é dado em metros e t em segundos, analise as seguintes afirmativas: I. A amplitude é 4 m. II. O período é 4 s. III. A frequência do movimento oscilatório é 0,25 Hz. Está CORRETO o que se afirmar em: a) I, apenas. b) I e II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. Solução REFERÊNCIA: Guia de Estudo, Unidade 1, Movimento harmônico simples, Página 3 Vamos comparar as equações inicialmente: A cos(ώt +ϕo) = 4.cos[(π/2)t + π], Com isso verificamos, que: Amplitude → A = 4 m Pulsação → ώ = rad/s Fase Inicial → ϕo = π I – Verdadeiro, a amplitude do movimento; A = 4 m II – Verdadeira, o período do movimento; ώ = → = →eliminando π, = → = Fazendo um produto dos meios pelos extremos, temos: T = 4s III – Verdadeira, a frequência; f= → f= → f=0,25HZ 3. Suponha que um pequeno corpo, de massa m, esteja preso na extremidade de um fio de peso desprezível, cujo comprimento é L, oscilando com pequena amplitude, em um plano vertical, como mostra a figura a seguir. Esse dispositivo constitui um pêndulo simples que executa um movimento harmônico simples. Verifica-se que o corpo, saindo de B, desloca-se até B’ e retorna a B, 20 vezes em 10 s. Analise as afirmativas e julgue o que for correto. Página 3 de 5 DISCIPLINA: ÓPITICA E MOVIMENTOS ONDULATÓRIOS PROFESSOR(A): JOSINALDO OLIVEIRA DOS SANTOS I. O período deste pêndulo é 2,0 s. I. O período deste pêndulo é 2,0s. II. A frequência de oscilação do pêndulo é 0,5 Hz. III. Se o comprimento do fio L for 4 vezes maior, o período do pêndulo será dobrado. IV. Se a massa do corpo suspenso for triplicada, sua frequência ficará multiplicada por 3. V. Se o valor local de g for 4 vezes maior, a frequência do pêndulo será duas vezes menor. a) I e II. b) I, II e III. c) III, apenas. d) III e V. e) I, II e V. Solução: REFERÊNCIA: Guia de Estudo, Unidade 1, Movimento harmônico simples, Páginas 3, 4 I – Falsa, Período = → Período = → Período = 0,5s II – Falsa, Frequência = → Frequência = → Período = 2,0 HZ III – Verdadeira, A fórmula a ser utilizada é a do período em função do comprimento do fio. T = 2π Para o novo L’= 4L T’ = 2π →T’= 2 x 2π →T’ = 2T IV – Falsa, conforme observamos na fórmula T = 2π , o período do pêndulo depende apenas do comprimento do fio e da gravidade, não depende da massa. V – Falsa, A fórmula a ser utilizada é a do período em função do comprimento do fio. T = 2π Para o novo g’= 4g T’ = 2π →T’= x 2π →T’ = s, o período cai pela metade, então a sua frequência irá dobrar. 4. Uma partícula em MHS tem velocidade máxima 2,0 πm/s. Se a amplitude do movimento é 20 cm, seu período é de: a) 2,0 min. b) 0,20 min. c) 20 s. d) 2,0 s. e) 0,2 s. Solução: REFERÊNCIA: Guia de Estudo, Unidade 1, Sistema massa-mola, Página 8 V = 2,0 πm/s A = 20cm = 0,2m →V = w.A →2,0 π = w.0,2 →w = = 10 π rad/s T = → T = =0,2s 5. As ondas eletromagnéticas foram previstas por Maxwell e comprovadas experimentalmente por Hertz (final do século XlX). Essa descoberta revolucionou o mundo moderno. Sobre as ondas eletromagnéticas são feitas as afirmações: I. Ondas eletromagnéticas são ondas longitudinais que se propagam no vácuo com velocidade constante c = 3,0 × 108 m/s. II. Variações no campo magnético produzem campos elétricos variáveis que, por sua vez, produzem campos magnéticos também dependentes do tempo e assim por diante, permitindo que energia e informações sejam transmitidas a grandes distâncias. III. São exemplos de ondas eletromagnéticas muito frequentes no cotidiano: ondas de rádio, sonoras, microondas e raios X. Está correto o que se afirmar em: a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e II, apenas. d) I e III, apenas. Página 4 de 5 DISCIPLINA: ÓPITICA E MOVIMENTOS ONDULATÓRIOS PROFESSOR(A): JOSINALDO OLIVEIRA DOS SANTOS e) II e III, apenas. Solução: REFERÊNCIA: Guia de estudo 1, Classificação da natureza das ondas, Página 16 I – Falsa, ondas eletromagnéticas são transversais; II – Verdadeira, as variações de campos elétricos criam campos magnéticos e a variação de campos magnéticos criam campos elétricos; III – Falsa, Ondas sonoras são ondas mecânicas. 6. Quando o badalo bate num sino e o faz vibrar comprimindo e rarefazendo o ar nas suas proximidades, produz-se uma onda sonora. As ondas sonoras no ar são _______________ e ________________. A velocidade das ondas sonoras em outro meio é _______________. Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas. a) eletromagnéticas - transversais – igual. b) mecânicas - longitudinais – igual. c) mecânicas - transversais – diferente. d) eletromagnéticas- longitudinais – igual. e) mecânicas - longitudinais – diferente. Solução: REFERÊNCIA: Livro texto, Unidade 1, Oscilações e ondas, Ondas mecânicas, Página 24. - As ondas sonoras por definição são ondas mecânicas, que necessitam de meio material para se propagar e são longitudinais; - O som ao mudar de meio, devido a densidade dele muda sua velocidade. 7. Um ponto material em Movimento Harmônico Simples realiza um ciclo a cada 2,0 s. O período, a frequência e a velocidade angular desse ponto material são, respectivamente: a) 0,50 s, 2,0 Hz e (π/2) rad/s. b) 2,0 s, 0,50 Hz e π rad/s. c) 2,0 s, 1,0 Hz e 2π rad/s. d) 0,50 s, 2,0 Hz e π rad/s. e) 2,0 s, 2,0 Hz e 2π rad/s. Solução: REFERÊNCIA: Guia de Estudo, Unidade 1, Movimento harmônico simples, Página 3 - Período é o tempo necessário para completar um ciclo, no caso T=2,0s; - Frequência = → Frequência = = 0,5 HZ - Velocidade angular = w=2πf → w=2π x0,5 →w=1π→w=π rad/s 8. Uma pessoa toca no piano uma tecla correspondente a nota mi e, em seguida, a que corresponde a sol. Pode-se afirmar que serão ouvidos dois sons diferentes porque as ondas sonoras correspondentes a essas notas têm: a) amplitudes diferentes. b) frequências diferentes. c) intensidades diferentes. d) timbres diferentes. e) velocidade de propagação diferentes. Solução: REFERÊNCIA: Livro texto, Unidade 2, Ondas sonoras e eletromagnéticas, Percepção das ondas sonoras, Página 61. As notas musicais apresentam frequências diferentes, por isso temos sons distintos. 9. Diante de uma grande parede vertical, um garoto bate palmas e recebe o eco um segundo depois. Se a velocidade do som no ar é 340 m/s, o garoto pode concluir que a parede está situada a uma distância aproximada de: a) 17 m. b) 34 m. c) 68 m. d) 170 m. e) 340 m. Solução: REFERÊNCIA: Livro texto, Unidade 2, Ondas sonoras e eletromagnéticas, Página 55 Ao bater palmas, a onda sonora sai da mão do garoto, incide na parede e reflete retornando para o garoto, percorrendo a mesma distância na ida e na volta, logo adotaremos a distância total de 2X, como o tempo total de percurso é de 1 segundo e a velocidade é 340m/s, faremos: V = → 340 = → x = → x = 170m 10. Suponha uma corda de 10 m de comprimento e massa igual a 500 g. Uma força de intensidade 245 N a traciona, determine a velocidade de propagação de um pulso nessa corda. a) 30 m/s. b) 40 m/s. c) 70 m/s. d) 140 m/s. e) 280 m/s. Solução: REFERÊNCIA: Guia de estudo 1, Ondas estacionárias, Página 25 Página 5 de 5 DISCIPLINA: ÓPITICA E MOVIMENTOS ONDULATÓRIOS PROFESSOR(A): JOSINALDO OLIVEIRA DOS SANTOS V = , e µ = Primeiro calculamos a densidade linear da corda → µ = →m = 500g = 500/1000 = 0,5kg → µ = = 0,05 kg/m Cálculo da velocidade →V = → V = → V = → V = 70m/s
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