Questões de Física - Ondas e Propriedades Ondulatórias para Concurso

A velocidade de propagação da onda, em uma corda fixa em suas extremidades, é igual a 4,0 m/s. A corda apresenta ondas estacionárias com nodos separados de 2,0 cm. A frequência de vibração da onda é

Quando se calcula o comprimento de onda de de Broglie associada a objetos macroscópicos, observa-se que são da ordem de 10^–34 m. Quanto a ondas dessa natureza, é impossível observar fenômenos de

Uma onda eletromagnética, cuja velocidade é de 3 × 10⁸ m/s, possui um comprimento de onda de 0,1 nm. Nesse caso, a energia dessa onda é igual a

O estudo do movimento ondulatório tem levado a muitas invenções fascinantes. Radares de polícia e abridores de portas de garagem empregam as ondas eletromagnéticas para objetivos bem diferentes — a determinação da velocidade de motoristas e a abertura de portas a alguns metros de distância. Um dos tipos fundamentais de ondas é a transversal. Nesse tipo, a direção de propagação da onda é perpendicular ao plano onde ocorre a vibração que produz a onda.

Acerca desse tema, considere que uma onda progressiva transversal que se propaga da esquerda para a direita em uma corda vibrante seja descrita pela seguinte equação y = 2sen(ax − bt + π), em que y é dado em cm, x é dado em cm, a = 4 cm^–1 , b = 4 s ^–1 .

Com base nessas informações, assinale a alternativa incorreta.

Nos dias de hoje, o ser humano está acostumado com as maravilhas do mundo moderno, como, por exemplo, o rádio, a televisão, telefone celular, o GPS, forno de microondas etc. Com isso, estamos imersos num emaranhado de ondas que podem ser classificadas como mecânicas ou eletromagnéticas. Sobre as ondas podemos afirmar que:

I - A luz é considerada como onda eletromagnética enquanto se propaga no vácuo, e quando se propaga em meio material, ela é considerada como onda mecânica.

II - As ondas eletromagnéticas não necessitam de meio material para se propagar.

III - As ondas mecânicas se propagam nos sólidos, líquidos e gasosos.

IV - Refração é uma propriedade apenas da onda mecânica, que significa variação na sua frequência, ao mudar de direção de propagação.

V - As ondas mecânicas se propagam vácuo.

Assinale a alternativa que aponta a(s) afirmação(ões) correta(s):

O espalhamento de fótons por elétrons livres, fenômeno que ocorre quando fótons de alta frequência interagem com a matéria e perdem parte de seus momento e energia ao colidirem com elétrons e, consequentemente, têm a sua frequência e comprimento de onda modificados, é denominado:

“O primeiro e o quinto experimentos entre os 10 mais da revista Physics World representam diferentes circunstâncias de um mesmo tipo de experimento, isto é, do experimento da dupla fenda de Young. Sir Isaac Newton (1642-1727) defendia a hipótese de que a luz era constituída de corpúsculos. Os principais fenômenos óticos (reflexão e refração) podiam ser explicados com o uso da teoria corpuscular. Este modelo era combatido por Christiaan Huygens (1629-1695), que defendia a teoria ondulatória. No entanto, a autoridade científica de Newton fez prevalecer sua teoria por mais de um século. Por volta de 1801, uma bela experiência realizada por Thomas Young (1773-1829) resolveu a questão favoravelmente a Huygens. A experiência de Young provou que a luz era uma onda, porque os fenômenos da difração e da interferência, por ele descobertos, eram características exclusivamente ondulatórias”.

_{Disponível em: http://www.if.ufrgs.br/historia/young.html. Acesso em 06/11/2016}

Considerando que em uma reprodução em laboratório desta experiência de interferência de dupla fenda, utilizou-se luz de comprimento de onda igual a 800 nm. Admitindo-se 3,0 mm a distância que separa duas franjas brilhantes consecutivas e 6,0 m a distância que separa as fendas e o anteparo onde a imagem das franjas é projetada, a distância que separa as fendas é:

Uma corda de comprimento 100,0 cm e massa 5,0 gramas é submetida a uma força de tensão de 800,0 N. Ao ser tocada, ela oscila em sua frequência fundamental. A frequência produzida é transmitida ao ar, meio ao redor da corda oscilante. Considerando a velocidade do som no ar igual a 340 m/s, o comprimento de onda da onda quando já se propagando no ar é

Um feixe de luz verde é emitido por uma caneta laser (apontador laser) com comprimento de onda λ = 532nm (λ = 5,32x10^-7 metro). O feixe laser propaga-se no ar com a velocidade da luz, igual a 300.000 km/s (c = 3x10⁺⁸ m/s). Qual a frequência f aproximada do laser? (1 TeraHertz = 1THz = 10⁺¹² Hertz).

Uma pessoa sentada no banco de uma praça presencia quatro eventos:

I- O alarme de um carro estacionado próximo à praça dispara quando seu proprietário abre o porta-malas.

II- Um carro de polícia se aproxima da praça com a sirene ligada.

III-O motorista impaciente de uma motocicleta, após passar pela praça, afasta-se com a buzina permanentemente ligada.

IV-O sinal sonoro de uma escola próxima à praça sinaliza o final do turno escolar.

Essa pessoa percebe o efeito Doppler apenas

A figura mostra a representação das ondas sonoras, correspondentes a uma mesma nota, emitidas por um diapasão (D), uma flauta (F) e um violino (V). O fato de as ondas mostrarem um padrão diferente é devido à emissão, ao mesmo tempo que o harmônico fundamental, de harmônicos de ordem superior, com exceção do diapasão, que emite apenas o som fundamental.

(Recorte adaptado de http://obaricentrodamente.blogspot.com.br/2014/02/qualidades-do-som.html.)

Se considerarmos que as ondas possuem a mesma amplitude, podemos afirmar que os sons emitidos têm em comum as(os):

Um violonista com o intuito de afinar seu violão utiliza um diapasão de 440 Hz, o qual, se aproximando de uma das cordas, de comprimento 1,0 m, esta entra em ressonância formando um padrão de onda estacionária contendo cinco nós e quatro ventres. Dessa forma, a velocidade da onda na referida corda, em m/s, vale:

Se, em vez de uma antena de dipolo, Robson usar uma antena plano-terra (na qual um dos extremos da antena encontrasse aterrado), a intensidade da corrente elétrica induzida na antena de comprimento L se comporta como a amplitude de uma onda estacionária numa corda de igual comprimento, com apenas um dos seus extremos presos e o outro podendo se deslocar livremente na direção transversal à corda (e na qual as ondas progressivas se propagam com velocidade c=3×10⁸ m/s). Para que a frequência de ressonância fundamental dessa antena seja de 12,5 MHz, seu comprimento deve ser, aproximadamente,

Robson sabe de uma radiodifusora internacional que usa um sinal eletromagnético de frequência 12,5 MHz. Sabe também que a intensidade da corrente elétrica induzida numa antena de dipolo de comprimento L se comporta como a amplitude de uma onda estacionária numa corda de igual comprimento, com extremos presos e na qual as ondas progressivas se propagam com velocidade c=3×10⁸ m/s. Para que a frequência destas ondas de rádio coincidam com a frequência de ressonância fundamental da antena, o comprimento da antena deve ser, aproximadamente,