Questões de Vestibular Sobre ondas e propriedades ondulatórias em física

O aparelho auditivo humano é capaz detectar sons com frequências que vão de 20 Hz a 20 kHz. Os morcegos se orientam a partir do som emitido por eles de aproximadamente 40 KHz.

Somos capazes de observar os morcegos, mas não ouvimos o som emitido por eles porque:

Considere que as lâmpadas descritas na charge emitem luz amarela que incide na superfície de uma placa metálica colocada próxima a elas.

Com base nos conhecimentos sobre o efeito fotoelétrico, assinale a alternativa correta.

Qual a profundidade do lago?

Com referência à figura, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, o valor da quantidade de calor Q para o caminho cda e o valor da energia interna U_a − U_c.

Uma garotinha está brincando de pular na cama elástica. Ao longo de seu salto mais alto, desde o momento em que seus pés abandonaram a cama elástica e atingiram a altura máxima de 1,8m, em relação ao nível da cama e retornou ao exato ponto de partida, ela deu um grito de alegria, em que o som estridente, de tom puro, tinha uma frequência de 350Hz. Determine, em hertz, a diferença aproximada entre a maior e a menor frequência dos sons percebidos pelos pais, que permanecem muito próximos à cama elástica e em repouso em relação a ela. Adote a velocidade do som no ar igual a 340m/s. Despreze todas as formas de atrito.

Observando a figura abaixo, podemos notar duas imagens distintas e simultâneas do mesmo peixe através de faces adjacentes de um aquário como, por exemplo, do peixe branco. Isso é possível devido ao fenômeno óptico conhecido como:

Um arco-íris se forma quando o Sol, as gotas de chuva e o observador estão dispostos em um determinado ângulo. Os raios de sol penetram na gota de chuva e, devido à forma da gota, emergem com a luz separada nos seus vários comprimentos de onda, atingindo então o olho do observador. O fenômeno que ocorre com a luz na formação do arco-íris é chamado de:

Como não dispunham de muito barbante, para montar seu telefone de latinhas, duas crianças precisaram emendar dois fios diferentes, sendo o fio 2 mais denso que o fio 1. Nessa brincadeira, durante a conversa, os fios devem ser mantidos esticados.

Antes de começarem a conversar, quando os fios estavam esticados, uma delas provocou uma perturbação no fio 1, produzindo um pulso transversal que se propagou por ele com velocidade V₁. Considerando que quando o pulso refratou para o fio 2, se propagou por ele com velocidade V₂ e que V₁ = 1,5 · V₂ , a razão λ₁ / λ₂ entre os comprimentos de onda dos pulsos nos fios 1 e 2 é igual a

O movimento ondulatório aparece em quase todos os ramos da Física. As ondas na superfície da água, as ondas sonoras, as ondas luminosas, as ondas de rádio e outras ondas eletromagnéticas.

Com base nos conhecimentos sobre Movimento Ondulatório, é correto afirmar:

Os instrumentos musicais de uma orquestra, em geral, são divididos em famílias ou classes. A família dos metais representa uma dessas classes, sendo compostos pelo trompete, trombone de vara, trompa e a tuba, que estão indicados do instrumento mais agudo para o mais grave. Assim, dentro desta família e considerando que não haja sobreposição de espectro de freqüência entre os instrumentos, pode-se dizer que:

No Brasil, a navegação pela internet com telefones celulares utiliza ondas de rádio com frequências entre 1.900 e 2.100 MHz, no caso de tecnologia 3G. A rede de telefonia de quarta geração (4G), que possibilita maiores velocidades de navegação, teve sua instalação iniciada nas seis cidades-sede da Copa das Confederações, incluindo Fortaleza. As ondas de rádio para transmissão com essa nova tecnologia terão frequências entre 2,5 GHz e 2,69 GHz. Considere que a velocidade de propagação dessas ondas é V_luz = 3⋅10⁸ m/s. Assim, os menores comprimentos de onda, em metros, associados à transmissão em 3G e 4G são, respectivamente

Um apontador laser emite uma radiação de comprimento de onda igual a 600 nm, isto é, 600 x 10^-9 m.
São dadas a velocidade da luz no ar, c = 3,0 x 10⁸ m/s, e a constante de Planck, 6,6 x 10^-34 J.s.

Os valores que melhor representam a frequência da radiação e a energia de cada fóton são, respectivamente, 

Os comprimentos de onda de maior interesse ecológico abrangem as faixas do ultravioleta, do visível e do infravermelho. Destas, a faixa visível (400 A 700 nm) assume maior importância dada a sua participação no processo fotossintético, classificadas como RFA (Radiação Fotossinteticamente Ativa). Na fotossíntese, a energia radiante é absorvida e transformada em energia de ligação química. Os receptores de radiação da fotossíntese são as clorofilas e os pigmentos acessórios (caroteno e xantofila). Considerando E a energia de um único fóton de frequência f incidente na clorofila e n, o número de fótons envolvidos no processo, para uma energia de 500 kCal, com luz de comprimento de onda de 700 nm, o número de fótons correspondentes será de aproximadamente, considerando:

A sirene de um carro de polícia emite ondas de 0,34m. O carro se aproxima de um observador em repouso em relação a terra. Sabendo-se que o som se propaga no ar com velocidade de 340 m/s, é correto afirmar.

Ao olhar para um objeto (que não é uma fonte luminosa), em um ambiente iluminado pela luz branca, e constatar que ele apresenta a cor amarela, é correto afirmar que:

Após uma competição de natação, forma-se um padrão de ondas estacionárias na piscina olímpica. Uma piscina olímpica oficial mede 50 metros. Se a distância entre os ventres do padrão de ondas é de 50 centímetros, o número de ventres que aparecem na piscina e o comprimento das ondas propagantes é de:

Uma onda progressiva senoidal, propagando-se em uma corda, tem um comprimento de onda de 2,0 m e uma frequência de 20 Hz. Calcule, em m/s, a velocidade de propagação dessa onda.

Sobre o estudo do Movimento Ondulatório, analise as afirmativas abaixo.

I. A velocidade da onda depende do meio de propagação.

II. Se aumentarmos a frequência com que vibra uma fonte de ondas em um determinado meio, o comprimento de onda diminui.

III. A frequência da onda varia quando ela muda de meio.

IV. O comprimento de onda é a distância percorrida no tempo de um período.

Assinale a alternativa correta.

Em 1926, Louis de Broglie formula, na sua tese de doutorado, que as partículas deveriam se comportar como ondas, da mesma forma que a luz, considerada primeiramente como de caráter ondulatório, deveria ser descrita como partícula para explicar o comportamento do espectro de radiação de um corpo negro. A hipótese de de Broglie foi confirmada experimentalmente de forma independente por George P. Thomson e Joseph Davisson, em experiências realizadas usando elétrons em que a difração de partículas foi observada pela primeira vez. Nestes experimentos, as partículas incidem em uma rede de difração, que consiste de uma série de fendas do mesmo comprimento localizadas a uma distância igualmente espaçada, conhecida como espaçamento da rede. O comprimento da fenda deve ser comparável com o comprimento da onda incidente.

Na tabela 1, são reportados alguns comprimentos de onda, λ, de objetos materiais, todos se movendo com velocidade igual a 100 m/s.

Na tabela 2, são reportados o valor de algumas distâncias na natureza.

Analise as seguintes afirmações sobre os dados das tabelas.

I - O comprimento de onda é inversamente proporcional ao momento linear da partícula, com uma constante de proporcionalidade da ordem de 10^-34.

II - Pode-se usar um arranjo de átomos de hidrogênio para estudar a difração de bolas de basebol.

III - Lâminas de ouro podem ser usadas como redes de difração em experimentos de difração de elétrons.

Usando a tabela e as informações do enunciado, assinale a alternativa que apresenta as afirmações corretas.

O efeito Doppler recebe esse nome em homenagem ao físico austríaco Johann Christian Doppler que o propôs em 1842. As primeiras medidas experimentais do efeito foram realizadas por Buys Ballot, na Holanda, usando uma locomotiva que puxava um vagão aberto com vários trompetistas que tocavam uma nota bem definida.

Considere uma locomotiva com um único trompetista movendo-se sobre um trilho horizontal da direita para a esquerda com velocidade constante. O trompetista toca uma nota com frequência única f. No instante desenhado na figura, cada um dos três observadores detecta uma frequência em sua posição. Nesse instante, a locomotiva passa justamente pela frente do observador D₂

Analise as afirmações abaixo sobre os resultados da experiência.

I - O som percebido pelo detector D₁ é mais agudo que o som emitido e escutado pelo trompetista.

II - A frequência medida pelo detector D₁ é menor que f.

III - As frequências detectadas por D₁ e D₂ são iguais e maiores que f, respectivamente.

IV - A frequência detectada por D₂ é maior que a detectada por D₃ .

Assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas.