Exercícios sobre Ondas, Intensidade Sonora, Espelhos e Lentes

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Unidade 5 - Exercícios Sobre Ondas 
1) A função para uma onda que se propaga em uma corda e dada por y(x,t)=0,03sen(2,2x-3,5t). 
Todos os valores numéricos estão em unidades do sistema internacional. Determine o 
comprimento de onda, a frequência, o período e a velocidade desta onda 
2) Uma onda possui uma frequência angular de 110 rad/s e comprimento de onda de 1,8 m. 
Determine o número de onda e a velocidade desta onda. 
3) uma onda se propaga ao longo de uma corda e o tempo que um ponto desta corda leva para 
se mover do deslocamento máximo até zero é 0,17 s. Quais são o período e a frequência desta 
onda? Se esta corda tem 15 metros e o comprimento da onda é 1,4 m, quanto tempo a onda 
gasta para percorrer esta corda? 
4) Duas ondas idênticas se deslocam em uma corda no mesmo sentido. Se amplitude de cada 
uma é 0,02 m. Qual é a amplitude resultante se a diferença de fase entre elas for: a) π/6 b) π/3? 
5) Que diferença de fase entre duas ondas idênticas que interferem provocam uma amplitude 
resultante igual a 1,5 vezes a amplitude original de uma delas? De sua resposta em graus, 
radianos e comprimentos de onda. 
6) Duas ondas que partem de duas fontes coerentes (idênticas) tem o mesmo comprimento de 
onda λ, a mesma frequência ω e a mesma amplitude A. Qual é a diferença de percurso destas 
ondas se a onda resultante tem uma amplitude igual a A? 
7) Duas ondas de mesma amplitude estão se propagando em uma corda incialmente em fase. 
De alguma maneira estas ondas ficam defasadas de modo que a diferença de fase entre elas 
equivale a 5,4 comprimentos de onda. Que tipo de interferência irá ocorrer? 
8) Podem-se ouvir frequências que vão desde 20 Hz até 20000 Hz. Se a velocidade do som no ar 
é 340 m/s, qual é a faixa de comprimento de onda que se pode ouvir? 
Gabarito - Unidade 5 
1) 
(λ = 2,86 m; T = 1,80 s, f = 0,557 Hz, v = 1,59 m/s) 
 
2) (3,49 m-1, 31,5 m/s) 
 
3) 
(0,68 s, 1,47 Hz, 7,3 s) 
4) 
(0,039 m, 0,035 m) 
5) (82,4o, 1,44 rad e 0,23 λ) 
 
6) 
(λ/3) 
7) 
(AR = 0,62A, parcialmente destrutiva) 
 
8) 
(0,017 m a 17 m) 
 
Unidade 6 – Intensidade Sonora 
 
1) Dois sons que chegam a uma pessoa só podem ser percebidos distintamente se 
estiverem separados por um intervalo de tempo de 0,1 segundos. Então, se uma pessoa 
consegue perceber o eco de um som que ela emitiu, qual é a mínima distância que 
deve existir entre a pessoa e o anteparo que produziu o eco? 
 
2) Você está assistindo a um grande concerto em um parque, assentado a 300 metros dos alto-
falantes. O concerto também está sendo transmitido via satélite para uma cidade a 5000 Km 
do local do concerto. Supondo a velocidade das ondas eletromagnéticas igual a 3 x 108 m/s 
e a do som 340 m/s, quem ouve a música primeiro, você ou um telespectador na cidade em 
questão? 
 
3) Um eremita que vive nas montanhas momentos antes de dormir grita “ACORDE”. O som 
ecoa na montanha mais próxima e retorna 8 horas depois do seu grito. A que distância se 
encontra a montanha? 
 
4) Um par de alto-falantes, um em cada lado de um palco, emite tons puros idênticos (sons 
com frequência e comprimento de onda idênticos). Quando você fica em pé no meio do 
corredor, equidistante dos dois alto-falantes, você escuta o som alto e nítido. Por que a 
intensidade do som diminui consideravelmente quando você dá um passo para o lado? 
 
5) Um tiro de revolver provoca um ruído cuja potência é 0.2 w. Qual é a intensidade deste som 
a 1.5 metros do atirador? Qual é o nível sonoro deste ruído em decibéis? 
 
6) Em uma oficina mecânica, a intensidade do som ambiente é de 10-3 w/m2. Qual é em dB, o 
nível de intensidade sonora nesta oficina? Em uma rua de tráfego intenso a intensidade 
sonora é de 80dB. Quantas vezes a intensidade do som na oficina mecânica é maior que a 
intensidade do som nesta rua? 
 
7) Um coral de 50 vozes estão interpretando uma canção com um nível de intensidade sonora 
de 70dB. Supondo que todas as vozes tenham a mesma intensidade (como deve ser em um 
bom coral), qual é o nível de cada uma? 
 
8) Um absorvedor de som atenua o nível sonoro de pôr 30 dB. Qual é o fator pelo qual a 
intensidade diminui? 
 
 
9) Quantas vezes um som de 40 dB é mais intenso que um som de 0 dB? 
 
 
 
 
Gabarito - Unidade 6 
 
1) 17 m 
2) T1 = 0,88 s t2 = 0,017 s 
3) 4896 km 
4) Interferência destrutiva 
5) I = 0,00708 w/m2 β = 98,5 dB 
6) a) 90 dB 
b) 10 vezes 
7) 53 dB 
8) 1000 
9) 10000 
 
UNIDADE 7 –Espelhos e Lentes 
1) Até fins do século XIII, poucas pessoas haviam observado com nitidez o seu rosto. 
Foi apenas nessa época que se desenvolveu a técnica de produzir vidro transparente, 
possibilitando a construção de espelhos. 
Atualmente, a aplicabilidade dos espelhos é variada. Dependendo da situação, 
utilizam-se diferentes tipos de espelho. A escolha ocorre, normalmente, pelas 
características do campo visual e da imagem fornecida pelo espelho. 
 
a) Para cada situação a seguir, escolha dentre os tipos de espelho - plano, esférico 
côncavo, esférico convexo - o melhor a ser utilizado. Justifique sua resposta, 
caracterizando, para cada situação, a imagem obtida e informando, quando necessário, 
a vantagem de utilização do espelho escolhido no que se refere ao campo visual a ele 
associado. 
 
Situação 1 - Espelho retrovisor de uma motocicleta para melhor observação do 
trânsito. 
Situação 2 - Espelho para uma pessoa observar, detalhadamente, seu rosto. 
Situação 3 - Espelho da cabine de uma loja para o cliente observar-se com a roupa 
que experimenta. 
 
2) Um dentista, para observar com detalhes os dentes dos pacientes, utiliza certo tipo de 
espelho. Normalmente, o espelho é colocado a uma distância de aproximadamente 
3,0 mm do dente, de forma que seja obtida uma imagem direita com ampliação de 
1,5. Identifique o tipo e calcule a distância focal do espelho utilizado pelo dentista. 
3) Um lápis encontra-se na frente de um pequeno espelho plano E, como mostra a figura. 
O lápis e a imagem estão corretamente representados na alternativa: 
 
 
4) Quando colocamos um ponto objeto real diante de um espelho plano, a distância entre 
ele e sua imagem conjugada é 3,20m. Se esse ponto objeto for deslocado em 40 cm de 
encontro ao espelho, sua nova distância em relação à respectiva imagem conjugada, nessa 
posição final, será: 
a) 2,40 m 
b) 2,80 m 
c) 3,20 m 
d) 3,60 m 
e) 4,00 m 
5) Dois raios de luz, que se propagam num meio homogêneo e transparente, se 
interceptam num certo ponto. A partir deste ponto, pode-se afirmar que: 
a) os raios luminosos se cancelam. 
b) mudam a direção de propagação. 
c) continuam se propagando na mesma direção e sentido que antes. 
d) se propagam em trajetórias curvas. 
e) retornam em sentido opostos. 
6) O espelho retrovisor dos carros é um espelho usado para diminuir o tamanho das 
imagens e consequentemente aumentar o campo de visão. Este espelho é classificado 
como: 
a) plano 
b) convexo 
c) côncavo 
d) anatômico 
7) Ainda hoje, no Brasil, alguns índios pescam em rios de águas claras e cristalinas, com 
lanças pontiagudas, feitas de madeira. Apesar de não saberem que o índice de refração da 
água é igual a 1,33, eles conhecem, a partir da experiência do seu dia-a-dia, a lei da 
refração (ou da sobrevivência da natureza) e, por isso, conseguem fazer a sua pesca. 
A figura é apenas esquemática. Ela representa a visão que o índio tem da posição em que 
está o peixe. Isto é, ele enxerga o peixe como estando na profundidade III. Para acertá-lo, 
o índio deve jogar sua lança em direção ao ponto IV. 
a) Explique porque isso acontece. 
b) Explique o que é a refração. 
c) Expliqueo que acontece com a velocidade da luz quando passa do ar para a água. 
 
 
8) Um objeto real é colocado perpendicularmente ao eixo principal de uma lente 
convergente de distância focal f. Se o objeto está a uma distância 3f da lente, a distância 
entre o objeto e a imagem conjugada por essa lente é: 
a) f/2; 
b) 3f/2; 
c) 5f/2; 
d) 7f/2 
 
9) Um raio luminoso propaga-se no ar com velocidade c=3.108m/s e com um ângulo de 
30° em relação à superfície de um líquido. Ao passar para o líquido o ângulo muda para 
60°. Qual é o índice de refração do líquido? 
 
 
10) Um objeto tem altura ho = 20 cm e está localizado a uma distância do = 30 cm de 
uma lente. Esse objeto produz uma imagem virtual de altura hi = 4,0 cm. A distância da 
imagem à lente, a distância focal e o tipo da lente são, respectivamente: 
a) 6,0 cm; 7,5 cm; convergente; 
b) 1,7 cm; 30 cm; divergente; 
c) 6,0 cm; -7,5 cm; divergente; 
d) 6,0 cm; 5,0 cm; divergente. 
 
Gabarito - Unidade 7 
 
Questão 1: 
 
Situação 1: O espelho retrovisor deve ser convexo para que sempre tenhamos 
imagens diretas e menores aumentando assim o campo visual. 
 
Situação 2: Nesta situação o espelho deve ser côncavo para que tenhamos uma 
imagem ampliada do rosto. O campo visual diminui. 
 
Situação 3: Espelhos de cabine devem ser planos para que a imagem seja do 
mesmo tamanho que o corpo da pessoa. 
Questão 2: 
 𝐴 = 
𝐷𝑖
𝐷𝑜
 = 1,5 sendo Do = 3,0 mm então Di = 4,5 mm 
Usando: 
1
𝑓
 = 
1
𝐷𝑖
 + 
1
 𝐷𝑜
 teremos f = 1,8 mm e como a distancia focal obtida é positiva o espelho 
é côncavo. 
Questão 3: Resposta letra A, o espelho plano forma imagens diretas e do mesmo 
tamanho que o objeto situadas atrás do espelho 
Questão 4- Resposta letra A, pois se a distância entre o objeto e a imagem é de 3,20 m 
então a distância entre o objeto e o espelho é de 1,60 m, diminuindo para 1,20 m até o 
espelho teremos duas vezes 1,20 m ou seja, 2,40 m 
Questão 5- Resposta letra C, pois pelo Princípio da independência dos raios de luz, 
quando os raios de luz se cruzam, estes seguem independentemente, cada um a sua 
trajetória. 
Questão 6- Resposta letra B 
 
Questão 7 
a) O índio enxerga a imagem do peixe e esta imagem fica acima do objeto. 
 
b) A refração é o fenômeno que ocorre com a luz quando ela passar de um meio 
homogêneo e transparente para outro meio também homogêneo e transparente, 
porém diferente do primeiro. Nessa mudança de meio, podem ocorrer mudanças 
na velocidade de propagação e na direção de propagação. 
 
 
c) A velocidade da luz no ar é c = 3,0 x 108 m/s e como o índice de refração da água 
é 1,33 temos que n = c/v então a velocidade da luz na água é v = 2,26 x 108 m/s 
Questão 8: Resposta letra B pois 
1
𝑓
 = 
1
𝐷𝑖
 + 
1
 𝐷𝑜
 
 
 
Questão 9: 
 
 Os ângulos de incidência e refração devem ser medidos em relação à normal então θ1 
= 600 e θ2 = 300 e usando a relação n1sen θ1 = n2sen θ2 
Teremos n2 = 1,73 
 
Questão 10: 
 Resposta letra C, pois A = 0,2 e Do = 30 cm e Di = 6,0 cm usando a equação 
1
𝑓
 = 
1
𝐷𝑖
 + 
1
 𝐷𝑜
 
 
Teremos f = - 7,5 cm distancia focal negativa então a lente é divergente. 
 
Exercícios - Unidade 8 – Instrumentos óticos 
1) Para corrigir os defeitos de visão faz-se necessário o uso de lentes. As lentes que 
correspondem ao defeito de visão corretamente são: 
a) Lentes divergentes no caso de miopia 
b) Lentes convergentes no caso de miopia. 
c) Lentes divergentes no caso de hipermetropia. 
d) Lentes convergentes no caso de astigmatismo. 
 
2) Os aparelhos que produzem imagens reais invertidas são: 
a) luneta astronômica, lupa e câmera fotográfica; 
b) projetor de slides, câmera fotográfica e olho humano; 
c) câmera fotográfica, olho humano e luneta terrestre; 
d) lupa, olho humano e microscópio composto; 
 
3) Assinale a alternativa correspondente ao instrumento óptico que, nas condições 
normais de uso, fornece imagem virtual: 
a) Projetor de slides 
b) Projetor de cinema 
c) Cristalino do olho humano 
d) Lente de aumento (lupa) 
 
 
4) Uma câmera fotográfica, para fotografar objetos distantes, possui uma lente teleobjetiva 
convergente, com distância focal de 200 mm. Um objeto real está a 300 m da objetiva; a imagem 
que se forma, então, sobre o filme fotográfico no fundo da câmera é: 
a) real, direita e menor que o objeto. 
b) virtual, invertida e menor que o objeto. 
c) real, invertida e maior que o objeto. 
d) real, invertida e menor que o objeto. 
 
5) É sabido que lentes descartáveis ou lentes usadas nos óculos tradicionais servem para 
corrigir dificuldades na formação de imagens no globo ocular e que desviam a trajetória 
inicial do feixe de luz incidente na direção da retina. Sendo assim, o fenômeno físico que 
está envolvido quando a luz atravessa as lentes é a 
a) reflexão especular. 
b) difração luminosa. 
c) dispersão. 
d) refração luminosa. 
 
6) A miopia e a hipermetropia são anomalias da visão, portanto, usamos para corrigir, 
respectivamente, estas anomalias as seguintes lentes: 
 
a) Divergente e convergente. 
b) Convergente e divergente. 
c) Divergente e divergente. 
d) Convergente e convergente. 
 
7) Um microscópico composto serve para a observação de regiões minúsculas cujos 
detalhes não podem ser distinguidos a olho nu. Esse microscópio é constituído de duas 
lentes _____________, ambas de pequena distância focal: a __________, que fornece 
uma imagem real, invertida e ampliada do objeto focalizado, e a ____________, que 
fornece uma imagem final virtual, direita e ampliada, mas invertida em relação ao objeto. 
As palavras que preenche corretamente as lacunas são: 
 
a) divergentes, objetiva e ocular. 
b) convergentes, objetiva e ocular. 
c) divergentes, ocular e objetiva. 
d) convergentes, ocular e objetiva. 
 
8) A moderna tecnologia empregada na telecomunicação utiliza as fibras ópticas em 
substituição aos cabos metálicos. As mensagens são transmitidas através de impulsos 
luminosos em vez de impulsos elétricos. A transmissão da luz ao longo das fibras ópticas 
é baseada no fenômeno da: 
a) difração 
b) polarização 
c) refração 
d) reflexão total. 
 
9) Um olho hipermetropia focaliza raios paralelos de modo que a imagem se formaria 
atrás da retina, como é mostrado na figura a, ao lado. Em um olho míope, a imagem se 
forma à frente da retina, como mostrado na figura b. Como você projetaria uma lente 
corretiva para cada um desses defeitos? Se você precisa de óculos para ler, você é míope 
ou hipermetropia? 
 
 
 
10) Quais são as semelhanças entre o olho humano e uma máquina fotográfica? 
 
Gabarito - Unidade 8 
1- Resposta: letra A. No olho míope a imagem se forma antes da retina, para 
corrigir isso, o míope deve utilizar lentes divergentes que colocam a imagem 
sobre a retina e permitem uma boa observação de objetos de longe. 
2- Resposta: letra B, imagens reais são aquelas que podem ser projetadas em 
um anteparo. 
3- Resposta: letra D, a lupa, nas condições normais de uso, forma uma imagem 
virtual, direta e maior 
4- Resposta: letra D 
5- Resposta: letra D 
6- Resposta: letra A 
7- Resposta: letra C 
8- Resposta: letra C 
9- O olho míope deve usar uma lente divergente e o olho hipermetrope deve 
usar convergente. Dificuldade para enxergar de perto é uma característica 
da hipermetropia. 
10- Resposta: O cristalino é a lente do olho e na máquina fotográfica temos a 
lente objetiva. A retina, localizada “atrás do olho”, é uma película sensível 
à luz, que pode ser comparada ao filme de uma máquina fotográfica.