EEAR - ONDAS 1589

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Rafael Trovão
PROFESSOR
ONDAS
EEAR
F Í S I C A - E x a t a m e n t e
G R U P O E X A T A M E N T E D E E D U C A Ç Ã O
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EEAR – ONDAS PROFESSOR - RAFAEL TROVÃO
1. Um instrumento musical produz uma onda sonora a qual
propaga-se no ar com velocidade V1 = 340 m/s e passa a
propagar-se na água com velocidade V2 = 1428 m/s. Sabendo-
se que essa onda sonora apresenta no ar um comprimento
de onda de 0,5m,qual a frequência, em Hz, dessa onda ao
propagar-se na água?
(a) 170
(b) 680
(c) 714
(d) 2856
2. Uma onda com frequência de 50 kHz está na faixa do:
(a) infrassom.
(b) ultrassom.
(c) som audível grave.
(d) som audível agudo.
3. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase: Du-
rante o fenômeno da refração, uma onda eletromagnética ao
passar de um meio de propagação para outro com velocidade
menor, a onda refratada ______________ .
(a) inverte a fase e diminui o comprimento de onda
(b) inverte a fase e aumenta o comprimento de onda
(c) não inverte a fase e diminui o comprimento de onda
(d) não inverte a fase e aumenta o comprimento de onda
4. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase: No
estudo da ondulatória, de acordo com o princípio de Huy-
gens, cada ponto de uma frente de onda pode ser consider-
ado como uma nova fonte de ondas secundárias. Portanto,
pode-se afirmar corretamente que as novas fontes secundárias
possibilitam que a onda formada ______________ .
(a) tenha seu comprimento de onda alterado
(b) contorne obstáculos no fenômeno da difração
(c) tenha a frequência diferente daquela gerada pela fonte
(d) tenha uma nova velocidade de propagação no mesmo
meio
5. Os radares primários de controle de tráfego aéreo funcionam
com base no princípio de reflexão das ondas eletromagnéticas.
De acordo com esse princípio, uma onda é emitida por uma
antena próxima ao local de pouso e essa onda se propaga até
o avião, reflete e volta à antena. Supondo o módulo da veloci-
dade de propagação das ondas eletromagnéticas no ar, igual
ao módulo da velocidade de propagação da luz no vácuo (v
= 300.000 km/s), se o intervalo de tempo entre a transmissão
e a recepção da onda refletida foi de 1ms (um milisegundo),
conclui-se que o avião está a uma distância de ____ km da
antena.
(a) 15
(b) 30
(c) 150
(d) 300
6. Uma sirene produz um som na frequência de 850Hz que
propaga-se no ar com velocidade igual a 340m/s. Nesse caso,
o comprimento de onda desse som é de ____ centímetros.
(a) 0,4
(b) 2,5
(c) 25
(d) 40
7. Um raio de luz monocromático propagando-se no ar, meio
definido com índice de refração igual a 1, incide, com ângulo
de incidência igual a 60º, na superfície de um líquido. Ao
refratar, esse raio de luz adquire uma velocidade, no líquido,
de
√
2 108 m/s Considerando a velocidade da luz no ar igual
a 3 · 108 m/s, qual deve ser o seno do ângulo de refração
formado entre o raio de luz refratado e a normal?
(a) 1/2
(b)
√
2
2
(c)
√
3
2
(d)
√
6
6
8. Analise as seguintes afirmações:
I - Ondas mecânicas se propagam no vácuo, portanto não
necessitam de um meio material para se propagarem.
II - Ondas longitudinais são aquelas cujas vibrações coincidem
com a direção de propagação.
III - Ondas eletromagnéticas não precisam de um meio mate-
rial para se propagarem.
IV - As ondas sonoras são transversais e não se propagam no
vácuo.
Assinale a alternativa que contém todas as afirmações ver-
dadeiras.
(a) I e II
(b) I e III
(c) II e III
(d) II e IV
9. Um garoto mexendo nos pertences de seu pai, que é um pro-
fessor de física, encontra um papel quadriculado como a figura
a seguir.
Suponha que a figura faça referência a uma onda periódica,
propagando-se da esquerda para a direita. Considerando que
no eixo das abscissas esteja representado o tempo (em segun-
dos), que no eixo das ordenadas esteja representada a ampli-
tude da onda (em metros), que o comprimento de onda seja
de 8m e que cada quadradinho da escala da figura tenha uma
área numericamente igual a 1, a sua velocidade de propagação
(em metros por segundo) será de:
(a) 0,25
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(b) 1
(c) 8
(d) 16
10. Um adolescente de 12 anos, percebendo alterações em sua
voz, comunicou à sua mãe a situação observada com certa
regularidade. Em determinados momentos apresentava tom
de voz fina em outros momentos tom de voz grossa. A questão
relatada pelo adolescente refere-se a uma qualidade do som
denominada:
(a) altura.
(b) timbre.
(c) velocidade.
(d) intensidade.
11. Uma onda propagando-se em um meio material passa a
propagar-se em outro meio cuja velocidade de propagação é
maior do que a do meio anterior. Nesse caso, a onda, no novo
meio tem:
(a) sua fase invertida.
(b) sua frequência aumentada.
(c) comprimento de onda maior.
(d) comprimento de onda menor.
12. No estudo de ondulatória, um dos fenômenos mais aborda-
dos é a reflexão de um pulso numa corda. Quando um pulso
transversal propagando-se em uma corda devidamente ten-
sionada encontra uma extremidade fixa, o pulso retorna à
mesma corda, em sentido contrário e com:
(a) inversão de fase.
(b) alteração no valor da frequência.
(c) alteração no valor do comprimento de onda.
(d) alteração no valor da velocidade de propagação.
13. Um professor de música esbraveja com seu discípulo: “Você
não é capaz de distinguir a mesma nota musical emitida por
uma viola e por um violino!”. A qualidade do som que permite
essa distinção à que se refere o professor é a (o):
(a) altura.
(b) timbre.
(c) intensidade.
(d) velocidade de propagação.
14. Dentre os recentes desenvolvimentos tecnológicos encontram-
se os aparelhos eletrodomésticos que, pela praticidade e econo-
mia de tempo, facilitam a realização das tarefas diárias, como
o forno de micro- ondas utilizado para o preparo ou o aqueci-
mento dos alimentos quase que de modo instantâneo. Dentro
do forno de micro-ondas, o magnétron é o dispositivo que
transforma ou converte a energia elétrica em micro- ondas,
ondas eletromagnéticas de alta frequência, as quais não aque-
cem o forno porque:
(a) são completamente absorvidas pelas paredes do forno e
pelos alimentos.
(b) são refratadas pelas paredes do forno e absorvidas pelos
alimentos.
(c) não produzem calor diretamente e são absorvidas pelas
paredes do forno e pelos alimentos.
(d) não produzem calor diretamente, são refletidas pelas
paredes do forno e absorvidas pelos alimentos.
15. Ao caminhar por uma calçada, um pedestre ouve o som da
buzina de um ônibus, que passa na via ao lado e se afasta
rapidamente. O pedestre observou nitidamente que quando
o ônibus se afastou houve uma brusca variação na altura do
som. Este efeito está relacionado ao fato de que houve vari-
ação:
(a) no timbre das ondas.
(b) na amplitude das ondas.
(c) na frequência do som.
(d) na intensidade do som.
16. O universo é um grande laboratório onde transformações es-
tão ocorrendo a todo instante, como as explosões que per-
mitem o surgimento (nascimento) e/ou a morte de estrelas e
outros corpos celestes. Em uma noite de céu límpido, é pos-
sível observar a luz, proveniente de diferentes estrelas, muitas
das quais possivelmente já não mais existem. Sabendo que as
ondas eletromagnéticas correspondentes ao brilho destas es-
trelas percorrem o espaço interestelar com a velocidade máx-
ima de 300.000 km/s, podemos afirmar que não ouvimos o
barulho destas explosões porque:
(a) a velocidade de propagação das ondas sonoras é muito
menor do que a das ondas de luz e, por isso, elas ainda
estão caminhando pelo espaço.
(b) devido a interferência das ondas sonoras de diferentes
estrelas, estas se cancelam (anulam) mutuamente e com
o campo magnético da Terra.
(c) as ondas sonoras não possuem energia suficiente para
caminhar pelo espaço interestelar.
(d) as ondas sonoras são ondas mecânicas e precisam da ex-
istência de um meio material para se propagar.
17. Um garoto amarra uma das extremidades de uma corda em
uma coluna fixada ao chão e resolvebrincar com ela execu-
tando um movimento vertical de sobe e desce na extremidade
livre da corda, em intervalos de tempos iguais, produzindo
uma onda de pulsos periódicos, conforme mostrado na figura.
Sabendo que a frequência da onda formada na corda é de 5,0
Hz, determine a velocidade dessa onda, em m/s.
(a) 1
(b) 2
(c) 50
(d) 100
18. Em uma apresentação musical, uma criança viu três instru-
mentos semelhantes em formato, porém de tamanhos difer-
entes: o violoncelo, a viola e o violino. Detectou que o violino
tinha o som mais agudo e que o violoncelo tinha o som mais
grave. Segundo o texto acima, a qualidade sonora detectada
pela criança foi:
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(a) intensidade
(b) altura
(c) timbre
(d) volume
19. As figuras abaixo representam ondas sonoras emitidas por 3
dispositivos diferentes.
A qualidade do som que permite ao ouvinte identificar a difer-
ença entre os sons gerados pelos dispositivos é:
(a) a altura.
(b) o timbre.
(c) a intensidade.
(d) o comprimento de onda.
20. Um pulso ao propagar-se em uma corda encontra um extremo
fixo e sofre reflexão. Ao retornar, o pulso refletido terá:
(a) mesma fase e comprimento de onda menor.
(b) mesma fase e mesmo comprimento de onda.
(c) fase invertida e comprimento de onda maior.
(d) fase invertida e mesmo comprimento de onda.
21. O fenômeno ondulatório que descreve o contorno de obstácu-
los por ondas ou passagem de ondas através de fendas chama-
se ___ .
(a) Refração.
(b) Difração.
(c) Reflexão.
(d) Reverberação.
22. Calcule o comprimento de onda, das ondas eletromagnéticas
emitidas por uma emissora de rádio, as quais apresentam uma
frequência de 30 MHz. Considere a velocidade de propagação
como sendo igual a da luz no vácuo, ou seja 300.000 km/s.
(a) 1 m
(b) 3 m
(c) 10 m
(d) 100 m
23. Um transmissor de Radar emite no ar ondas eletromagnéti-
cas na faixa de microondas. Sabendo-se que a frequência do
transmissor é de 2,0 GHz, qual o comprimento de onda, em
cm, das ondas transmitidas? Considere:
1- O meio homogêneo,
2- a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas no
ar igual a 300.000 km/s e
3- o prefixo G = 109.
(a) 0,6
(b) 1,5
(c) 6,0
(d) 15,0
24. Em relação às qualidades do som, a unidade decibel (dB)
refere-se à (ao) ____ da onda sonora.
(a) intensidade
(b) período
(c) timbre
(d) altura
25. No funcionamento de um equipamento de comunicação há
uma onda quadrada com período de 0,04 segundos. Em outras
palavras, a frequência dessa onda é de ____ Hz.
(a) 4
(b) 25
(c) 40
(d) 100
26. Com base nos conceitos relativos aos fenômenos ondulatórios
são feitas as seguintes afirmações:
I) A frequência, a velocidade e o comprimento de onda não
variam no fenômeno da reflexão.
II) A frequência, a velocidade e o comprimento de onda
variam no fenômeno da refração.
III) O fenômeno da difração de uma onda é explicado pelo
princípio de Huygens.
Das afirmações acima são corretas:
(a) somente II e III.
(b) somente I e II.
(c) somente I e III.
(d) I, II e III.
27. Qual o comprimento de onda, em metros, de um sinal de
rádio-frequência (RF) de 150 MHz? Considere:
• a velocidade de propagação das ondas de rádio no ar igual
a 300.000 km/s.
• 1MHz = 106 Hz.
(a) 1,0
(b) 1,5
(c) 2,0
(d) 2,5
28. O valor mínimo da escala de intensidade sonora corresponde a
10−12 W/m2. Assinale a alternativa que indica corretamente
o valor, em decibéis, para uma intensidade de 1,0 W/m2.
(a) 1 dB.
(b) 10 dB.
(c) 12 dB.
(d) 120 dB.
29. Pode-se definir nanotecnologia como sendo a técnica de ma-
nipular ou construir dispositivos de tamanhos da ordem de
nanômetros (10−9 m). Se a luz, nas frequências de 4,0 · 1014
Hz (cor vermelha) e de 6,0 · 1014 Hz (cor verde), estiver pro-
pagando no vácuo, os comprimentos de onda correspondentes
às cores vermelho e verde, respectivamente, serão de ___ e
___ nanômetros.
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(a) 0,50 e 0,75
(b) 0,75 e 0,5
(c) 500 e 750
(d) 750 e 500
30. No fenômeno ondulatório da refração, observa-se que
mantém-se constantes os valores:
(a) do período e da fase.
(b) da fase e da velocidade de propagação.
(c) da frequência e do comprimento de onda.
(d) da velocidade de propagação e do comprimento de onda.
31. Considere uma onda se propagando em um meio material ho-
mogêneo. A distância entre dois pontos, não consecutivos, em
concordância de fase é:
(a) Um raio de onda.
(b) Uma frente de onda.
(c) Igual a um comprimento de onda.
(d) Múltiplo de um comprimento de onda.
32. Em uma corda, percebe-se a formação de ondas estacionárias
conforme a figura abaixo:
Se a distância entre dois nós consecutivos for de 30 cm, tem-se
que o comprimento de onda será de ___ centímetros.
(a) 30
(b) 60
(c) 90
(d) 120
33. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase
abaixo.
Uma onda propaga-se de um meio material para outro, no
qual a velocidade de propagação passa a ser 10maior que no
meio anterior. Ao passar para o novo meio, o comprimento
de onda:
(a) não se altera.
(b) passa a ser 10% do valor anterior.
(c) passa a ter um valor 10% maior que no meio anterior.
(d) passa a ter um valor 10% menor que no meio anterior.
34. A exposição exagerada aos raios solares pode causar câncer
de pele, devido aos raios ultravioleta. Sabendo-se que a faixa
UVB vai de 280 a 320 nm (nanômetros), calcule, em Hz, a
frequência correspondente ao centro dessa faixa, no vácuo.
(a) 10
(b) 107
(c) 108
(d) 1015
35. A altura é uma qualidade do som que se refere à ___ da
onda sonora.
(a) intensidade
(b) velocidade
(c) frequência
(d) amplitude
36. Um aparelho sonoro portátil, produz em um fone de ouvido
a potência de um microwatt (1 · 10−6 W) em uma área de 1
mm2. Lembrando que o limiar da intensidade sonora para a
audição do ser humano é I0 = 10−12 W/m2, que corresponde
a 0 dB, assinale a alternativa que indica a intensidade sonora
(em dB) produzida por este fone de ouvido.
(a) 12 dB.
(b) 40 dB.
(c) 60 dB.
(d) 120 dB.
37. Uma onda sonora com frequência de 1,6 kHz, ao propagar-
se no ar, com uma velocidade de propagação de 320 m/s,
apresenta um comprimento de onda de ____ metros.
(a) 0,2
(b) 2,0
(c) 5,0
(d) 50,0
38. Uma emissora de rádio AM, emite ondas eletromagnéticas na
frequência de 800 kHz. Essas ondas possuem um período de
____ µs.
(a) 0,125
(b) 1,250
(c) 12,50
(d) 125,0
39. Em um exercício conjunto envolvendo a Força Aérea, o
Exército e a Marinha, foram realizadas transmissões de rá-
dio (onda eletromagnética) entre controladores de tráfego em
terra e dentro de submarinos. Sabendo que a antena do
submarino funciona adequadamente para sinais de rádio com
comprimentos de onda iguais a 2m e o índice de refração da
água no local era igual a 1,5, assinale a alternativa que indica,
corretamente, a frequência, em MHz, que deve ser usada para
que o sinal seja recebido pela antena submersa do submarino.
Dado: módulo da velocidade da luz no vácuo igual a 3 · 108
m /s .
(a) 100
(b) 200
(c) 300
(d) 400
40. Um sinal de rádio de frequência igual a 1200kHz é transmitido
de uma região da atmosfera A1 para outra A2. Se o índice
de refração da região A1 é igual a 1,0003 e da região A2 é
igual a 1 e o módulo da velocidade de propagação desse sinal
em A1 é 2 · 108 m/s, então na região A2 esse sinal terá uma
frequência, em kHz, igual a:
(a) 200
(b) 300
(c) 1200
(d) 2400
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41. Coloca-se uma fonte em um meio 1 e outra fonte em um outro
meio 2. Os gráficos a seguir representam a amplitude (A) em
função da posição (x) das ondas periódicas emitidas em cada
um dos meios por essas fontes.
Com base na figura, podemos afirmar corretamente que a re-
lação entre o comprimento de onda no meio 1 (λ1) e o com-
primento de onda no meio 2 (λ2) é:
(a) λ1 =4 λ2
(b) λ2 = 4λ1
(c) λ1 = 2λ2
(d) λ1 = λ2
42. Analisando a figura do gráfico que representa três ondas sono-
ras produzidas pela mesma fonte, assinale a alternativa cor-
reta para os três casos representados.
(a) As frequências e as intensidades são iguais.
(b) As frequênciase as intensidades são diferentes.
(c) As frequências são iguais, mas as intensidades são difer-
entes.
(d) As frequências são diferentes, mas as intensidades são
iguais.
43. A qualidade do som que permite distinguir um som forte de
um som fraco, por meio da amplitude de vibração da fonte
sonora é definida como:
(a) timbre
(b) altura
(c) intensidade
(d) tubo sonoro
44. Associe corretamente os conceitos de acústica, contidos na
coluna da esquerda, com suas respectivas características prin-
cipais, constantes na coluna da direita e, em seguida, assinale
a alternativa com a sequência correta.
(1) Altura
(2) Timbre
(3) Intensidade
( ) Grave e agudo
( ) Amplitude de vibração
( ) Fontes sonoras distintas
(a) 2 – 1 – 3
(b) 1 – 3 – 2
(c) 1 – 2 – 3
(d) 2 – 3 – 1
45. Um tubo sonoro aberto em suas duas extremidades, tem 80
cm de comprimento e está vibrando no segundo harmônico.
Considerando a velocidade de propagação do som no tubo
igual a 360 m/s, a sua frequência de vibração, em hertz, será:
(a) 150
(b) 250
(c) 350
(d) 450
46. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase
abaixo.
Se duas ondas sonoras, de mesma amplitude e frequência, que
se propagam no mesmo meio com a mesma direção e sentidos
contrários encontrarem-se em um ponto, e a resultante nesse
ponto tiver amplitude nula, é porque entre essas ondas existe
uma diferença de fase igual a ____ radianos.
(a) π/2
(b) π
(c) 3π/4
(d) 2/π
47. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase: Um
mergulhador consegue ouvir sons produzidos na praia. Essa
onda sonora, originária no ar, ao penetrar na água não sofrerá
alteração na (no):
(a) frequência.
(b) comprimento da onda.
(c) velocidade de propagação.
(d) produto λf , (comprimento de onda x frequência).
48. Em cada extremo de uma corda posicionada na horizontal é
acoplada uma fonte que em funcionamento produz ondas idên-
ticas. Como a corda é um meio homogêneo, em um ponto
equidistante das duas fontes percebe-se inicialmente que há
interferência construtiva. Para que haja interferência destru-
tiva, nesse mesmo ponto, será necessário:
(a) defasar as ondas em 1/2 período.
(b) duplicar a velocidade de propagação das duas ondas.
(c) manter a mesma forma e aumentar a intensidade das
ondas.
(d) manter a mesma forma e diminuir a intensidade das on-
das.
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GABARITO:
01) B 02) B
03) C 04) B
05) C 06) D
07) D 08) C
09) B 10) A
11) C 12) A
13) B 14) D
15) C 16) D
17) B 18) B
19) B 20) D
21) B 22) C
23) D 24) A
25) B 26) C
27) C 28) D
29) D 30) A
31) D 32) B
33) C 34) D
35) C 36) D
37) D 38) B
39) A 40) C
41) A 42) C
43) C 44) B
45) D 46) B
47) A 48) A
6
exata
o n l i n e
mente
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