Questões de Concurso Sobre oscilação e ondas em física

Uma das formas de determinar a velocidade de um projétil é utilizando um pêndulo balístico. Nesse experimento uma bala de revólver de massa m atinge um pêndulo de madeira balístico, de massa M. O centro de massa do pêndulo sobe a uma distância vertical h. Supondo que a bala permanece no interior do pêndulo, qual a velocidade da bala, em termos de m, M e h, imediatamente antes de colidir com a madeira, considerando a gravidade igual a g?

Fenômenos como interferência e difração são características exclusivas das ondas. A interferência é o resultado da superposição de duas ou mais ondas em um ponto e pode ser construtiva ou destrutiva. A difração é o resultado de a onda desviar ou contornar obstáculos. A interferência e a difração da luz reiteram sua natureza ondulatória. No que se refere à interferência e à difração da luz, assinale a alternativa correta.

No efeito fotoelétrico ocorre a emissão de elétrons de uma superfície metálica quando radiação incide sobre essa superfície. A radiação mais eficaz para que o efeito fotoelétrico ocorra é a

Considere uma onda eletromagnética harmônica plana propagando-se na direção z através do vácuo. Suponha que esta onda, com uma amplitude de E₀, tenha uma magnitude de zero quando t = 0 e z = 0. Qual é o valor do fluxo instantâneo de energia por unidade de área por unidade de tempo para essa onda?

Ondulatória é o ramo da física que estuda o comportamento das ondas mecânicas e eletromagnéticas. As ondas possuem características gerais como frequência, período, comprimento, velocidade e amplitude; são classificadas quanto à sua natureza e quanto à vibração e direção de propagação. Quanto às relações entre suas características, assinale a alternativa incorreta:

Em 1923, Arthur Compton realizou um experimento que constava de provocar oespalhamento de raios X, em um alvo de carbono, e verificar o ângulo de espalhamento doraio X, bem como seu comprimento de onda (λ'), sendo que seus resultados estãoapresentados na figura abaixo. 

Fonte: (Halliday,D.; Resnick, R.; Walker, J. Fundamentos de Física, V.4.).
A partir da observação dos raios espalhados, foi possível se estabelecer algumas conclusões:
I. Foi detectado um comprimento de onda (λ') de aproximadamente 71pm do raio X espalhado, praticamente o mesmo do raio X incidente, que se associou ao espalhamento do raio X por elétrons fortemente ligados aos núcleos de carbono do alvo. Portanto, é necessário considerar a massa do átomo de carbono no comprimento de onda de Compton, o que produz um deslocamento de λ praticamente imperceptível. II. Podem-se analisar os dados considerando que o feixe de raio X é uma onda eletromagnética e, portanto, deveria produzir oscilações nos elétrons do carbono com a mesma frequência da onda incidente. Dessa forma, as medidas apresentaram dois comprimentos distintos dos raios X espalhados em função da diferença de energia de ligação entre os elétrons em distintas camadas 1s², 2s² e 2p². III. O fato de ser detectado raio X espalhado com comprimentos de onda menores do que o raio X incidente implica um espalhamento dos fótons do raio X com menor energia, pois os elétrons (considerados inicialmente estacionários no modelo) entram em movimento, o que significa que parte da energia do fóton foi transferida para os elétrons.
Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

As sete ondas eletromagnéticas que constituem o espectro eletromagnético (ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, radiação ultravioleta, raios-X e raios gama) presentes no cotidiano interagem de forma específica com a matéria e, por isso, apresentam diversas aplicações tecnológicas como: comunicação, redes Wi-Fi, na Medicina com o uso de imagens, nas clínicas de bronzeamento artificial, no tratamento de câncer, no uso do GPS, entre outras.


Comprimento de onda (m)

 Sobre as ondas eletromagnéticas, assinale a alternativa correta.

Uma bola de tênis de massa 30g atinge a raquete de um jogador profissional com velocidade de 20,0m/s e retorna, no sentido contrário, com velocidade de 30,0m/s. Se a bola permaneceu em contato com a raquete durante um intervalo de tempo de 0,1s, assinale a alternativa que apresenta a sua aceleração escalar média em m/s^s .

O Nível de Intensidade Sonora (NIS) é a razão logarítmica entre duas intensidades e é dado pela expressão: NIS = 10log(I/I₀), em que I₀ = 0 dB = 10 ^-12 W/m². Se a intensidade I de uma fonte de NIS = 100 dB for dobrada, o valor do NIS aumenta para aproximadamente (use os dados da tabela abaixo, caso julgue necessário):

O pêndulo mostrado na figura abaixo consiste em uma esfera uniforme sólida de massa M sustentado por uma corda de massa desprezível. Calcule o período de oscilação do pêndulo para deslocamentos pequenos. Utilize a relação do cálculo do período de um pêndulo físico para pequenas amplitudes conforme a equação: T =2π √I/mgh  Dado: momento de inércia de uma esfera maciça em torno de um diâmetro: I = 2/5 MR² .

A figura, sem escala, reproduz duas fotografias instantâneas de uma onda que se deslocou para a direita numa corda. Sabe-se que, no intervalo de tempo entre as duas fotos, 0,20s, a onda se deslocou menos que um comprimento de onda e o deslocamento máximo de um ponto da corda em relação a sua posição de equilíbrio é de 2,0cm. Determine o módulo da velocidade transversal de um ponto dessa corda no instante que ele possui um deslocamento y = 1,6cm.

A radiação é um agente físico utilizado nos métodos de esterilização nos laboratórios. Ela apresenta vários efeitos sobre as células, dependendo de seu comprimento de onda, intensidade e duração. Existem dois tipos de radiação esterilizantes: ionizante e nao ionizante. Considere a figura abaixo. 
Fonte: Microbiologia do Tortora (2012, pag. 221).
São exemplos de radiação ionizante e não ionizante, respectivamente,

Um rapaz fixou uma corda de nylon, estreita e flexível, entre duas árvores. Ao andar sobre a corda esticada, ele se desequilibrou e pulou. Nesse momento, uma onda se propagou nessa corda com a seguinte equação:

                                         y = 0,4sen (π/3 x - 3πt).

Com base nesse caso hipotético e considerando que as constantes numéricas da equação acima estão no Sistema Internacional (SI) de medidas, assinale a alternativa correta.

Pode-se produzir uma onda harmônica simples em uma corda longa. Para tanto, move-se uma das extremidades da corda para cima e para baixo, com igual deslocamento vertical. Após algumas oscilações, a configuração da corda pode ser expressa matematicamente por uma função seno. Esse tipo de onda também é conhecido por onda senoidal. Desse modo, a equação de uma dada onda senoidal, que se propaga para a direita, numa corda é dada por:

y = 40sen [ π 0,02x - 3,00t] em que x e y são medidos em centímetros e t em segundos. Com base na equação dada, a frequência (f), em Hertz (Hz), dessa onda senoidal é