LISTA de ondas física 2

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Disciplina: FÍSICA FUNDAMENTAL II. 
Prof: Alexandre Guimarães Rodrigues 
Aluno: Matrícula: 
 
LISTA AVALIATIVA 03 – ONDAS – PARTE 2 
 
2. a) Em linhas gerais o que é efeito Doppler? b) É verificável tanto em ondas mecânicas quanto 
eletromagnéticas? Porquê? c) De posse do seu conhecimento em efeito Doppler, leia a equação 
𝑓' = $%±%'
%∓%(
) 𝑓*	da seguinte forma: c1) É válida para que tipos de situação? (seja preciso e 
completo) c2) Do que depende? c3) Quem é cada termo na equação? c4) O que está em jogo 
em cada possibilidade de sinal expresso na fórmula. Há algum referencial embutido na fórmula? 
 
1. a) Em poucas palavras, o que é e qual a condição de uma interferência construtiva em ondas 
sonoras? b) Faça considerações correspondentes para a condição de interferência destrutiva para 
o mesmo tipo de onda. 
Observação: Leve em consideração, pelo menos em princípio, tudo o que interferir nessas condições 
(ainda que no desenvolvimento em si da questão venha a adotar alguma justificativa baseada em 
um caso particular). Fique à vontade para utilizar recursos que possibilitem melhor visualização e 
entendimento mais profundo da sua argumentação. 
c) No contexto de interferência, diga o que são fontes coerentes? Por que essa caracterização é 
importante? 
 
 
3. O que acontece quando uma onda passa de um meio para o outro em relação aos seguintes itens: 
a) frequência; b) rapidez; c) comprimento de onda; direção de propagação. Comente, conforme a 
necessidade, sobre os fenômenos ondulatórios presentes. 
 
4. [3] O tubo de Kundt, que costumava ser empregado para medir a 
velocidade do som em gases, é um tubo de vidro que contém gás, fechado 
numa extremidade por uma tampa M que se faz vibrar por uma frequência 
f conhecida (por exemplo acoplando-se a um alto-falante) e na outra por 
um pistão P que se faz deslizar, variando o comprimento do tubo. O tubo 
contém um pó fino (serragem, por exemplo). Ajusta-se o comprimento do 
tubo com o auxílio do pistão até que ele entre em ressonância com a 
frequência f, o que se nota pelo reforço da intensidade sonora emitida. 
Observa-se então que o pó fica acumulado em montículos igualmente 
espaçados, de espaçamento Δ𝑙 que se pode medir. a) A que 
correspondem as posições dos topos dos montículos? b) Qual é a relação 
entre Δ𝑙, f a velocidade do som no gás? c) Com o tubo cheio de CO2 a 20oC 
e sendo f=880 Hz, o espaçamento medido é de 15,2cm. Qual a velocidade 
do som no CO2 a 20oC? 
 
 
 
 
 
5. [3] Um alto-falante de um aparelho de som emite 1W de potência sonora na frequência f=100 
Hz. Admitindo que o som se distribui uniformemente em todas as direções, determine num ponto 
situado a 2m de distância do alto-falante: a) O nível sonoro em decibéis. b) A amplitude de pressão. 
c) A amplitude de deslocamento. Tome a densidade do ar como 1,3Kg/m3 e a velocidade do som 
no ar como sendo 340 m/s. d) A que distância o nível sonoro estaria a 10 db abaixo do calculado 
no item a)? 
6. [2] Dois alto-falantes, A e B são alimentados por um mesmo amplificador 
e emitem ondas senoidais em fase. O alto-falante B está a uma distância de 
2,0m à direita do alto-falante A. A velocidade do som no ar é igual a 344m/s. 
Considere um ponto Q ao longo da extensão da linha que une os dois alto-
falantes, situado a uma distância de 1,0m à direita do alto-falante B. Os dois 
alto-falantes emitem ondas sonoras que se propagam diretamente dos alto-
falantes até o ponto Q. a) Qual a menor frequência capaz de produzir 
interferência construtiva no ponto Q? b) Qual é a menor frequência capaz 
de produzir interferência destrutiva no ponto Q? c) Considere agora que os 
dois alto-falantes estão a emitir uma onda em 206Hz. Quais os valores de x 
em que ocorre interferência destrutiva no ponto P? 
7. [3] O trato vocal humano é um tubo cujo comprimento é aproximadamente 17cm e se estende 
desde os lábios até as cordas vocais situadas no meio da garganta. As cordas vocais são parecidas 
com as palhetas de uma clarineta e o trato vocal humano é um tubo fechado em uma das 
extremidades. Faça uma estimativa das três primeiras frequências das ondas estacionárias que 
se formam no tubo vocal. Use o valor de 344m/s. (obs: Lembre-se que esse é um resultado 
aproximado, uma vez que a posição dos lábios e da língua altera o movimento do ar no tubo vocal. 
8. [2] Duas cordas de violinos de características idênticas quando estão afinadas possuem 
frequência fundamental de 440Hz. Uma das cordas é tirada da afinação regular e tem a tensão 
aumentada. Quando isso é feito, pode-se ouvir 1,5 batimentos por segundo quando as cordas são 
puxadas simultaneamente em seus centros. Em que percentagem variou a tensão na corda? 
 
 
11. Um amigo seu que não é da área de exatas demonstra incompreensão sobre o porquê de se 
estudar tanto vibrações e ondas harmônicas uma vez que ele observou que, por exemplo, 
oscilações em uma corda não são "bonitinhas” como o que é expresso pelas funções harmônicas. 
Como você poderia convencer o seu amigo que essas tais "harmônicas" são de fato muito 
especiais? 
Dica: procure explicar ao seu amigo o que são e como se aplicam em problemas de engenharia 
conceitos como séries de Fourier, espectro acústico e modos normais de vibração. 
 
 
9. [3] Um trem se desloca com velocidade igual a 30m/s. O trem possui um apito que emite som 
em uma frequência fundamental de 262Hz. a) Qual a frequência ouvida por um observador parado 
à beira (e a frente) do trilho do trem? b) Parado e atrás do trilho do trem? c) Por um observador 
em um trem em linha paralela que se desloca com velocidade de 18m/s em sentido contrário ao 
do primeiro trem? d) Por um observador em um trem com o mesmo módulo de velocidade do item 
anterior, mas em sentido contrário. 
Observação: Destaque todas as considerações necessárias para efetuar a resolução do problema. 
 
 
 
 
10. Uma forte tempestade se aproxima de uma estação meteorológica. A estação envia na direção 
do raio um sinal de radar de frequência de 200,0MHz e recebe um sinal cuja frequência difere em 
relação ao sinal original em 40Hz. Com que velocidade a tempestade se aproxima da estação? 
 
 
 
 
[1] TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para Cientistas e Engenheiros - Vol. 1, 6a ed. Rio 
de Janeiro: LTC, 2009. 
[2] SEARS, F.; YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A.; ZEMANSKY, M. W. Física 2 – 
Termodinâmica e Ondas.12a ed. São Paulo: Pearson, 2008. 
[3] NUSSENZVEIG, H.M., Curso de Física Básica, v. 2, São Paulo: Edgar Blücher LTDA, 2002.