Questões de Vestibular Sobre ondas e propriedades ondulatórias em física

Um osciloscópio é um instrumento muito útil no estudo da variação temporal dos sinais elétricos em circuitos. No caso de um circuito de corrente alternada, a diferença de potencial (U) e a corrente do circuito (i) variam em função do tempo.

Considere um circuito com dois resistores R₁ e R₂ em série, alimentados por uma fonte de tensão alternada.

A diferença de potencial nos terminais de cada resistor observada na tela do osciloscópio é representada pelo gráfico abaixo. Analisando o gráfico, pode-se afirmar que a amplitude e a frequência da onda que representa a diferença de potencial nos terminais do resistor de maior resistência são, respectivamente, iguais a

O Teatro de Luz Negra, típico da República Tcheca, é um tipo de representação cênica caracterizada pelo uso do cenário escuro com uma iluminação estratégica dos objetos exibidos. No entanto, o termo Luz Negra é fisicamente incoerente, pois a coloração negra é justamente a ausência de luz. A luz branca é a composição de luz com vários comprimentos de onda e a cor de um corpo é dada pelo comprimento de onda da luz que ele predominantemente reflete. Assim, um quadro que apresente as cores azul e branca quando iluminado pela luz solar, ao ser iluminado por uma luz monocromática de comprimento de onda correspondente à cor amarela, apresentará, respectivamente, uma coloração

As frequências fundamentais das notas musicais dó e lá, produzidas por um diapasão, são, respectivamente: f_d = 264 Hz e f_l = 440 Hz.

As relações entre as velocidades de propagação (v) dessas duas ondas sonoras no ar e entre os seus respectivos comprimentos de onda (λ) são dados por:

Uma corda elástica está inicialmente esticada e em repouso, com uma de suas extremidades fixa em uma parede e a outra presa a um oscilador capaz de gerar ondas transversais nessa corda. A figura representa o perfil de um trecho da corda em determinado instante posterior ao acionamento do oscilador e um ponto P que descreve um movimento harmônico vertical, indo desde um ponto mais baixo (vale da onda) até um mais alto (crista da onda).

Sabendo que as ondas se propagam nessa corda com velocidade constante de 10 m/s e que a frequência do oscilador também é constante, a velocidade escalar média do ponto P, em m/s, quando ele vai de um vale até uma crista da onda no menor intervalo de tempo possível é igual a

Baseando-se nos dados fornecidos e sabendo que cos α ≅ 0,934, onde α é o ângulo Epicentro-Tóquio-Sendai, e que 2⁸ · 3² · 93,4 ≅ 215 100, a velocidade média, em km/h, com que a 1.ª onda do tsunami atingiu até a cidade de Sendai foi de:

As luzes verde, amarela e vermelha são consideradas ondas eletromagnéticas que, no vácuo, têm

Um aluno, com o intuito de produzir um equipamento para a feira de ciências de sua escola, selecionou 3 tubos de PVC de cores e comprimentos diferentes, para a confecção de tubos sonoros. Ao bater com a mão espalmada em uma das extremidades de cada um dos tubos, são produzidas ondas sonoras de diferentes frequências. A tabela a seguir associa a cor do tubo com a frequência sonora emitida por ele:
 
Podemos afirmar corretamente que, os comprimentos dos tubos vermelho (Lvermelho), azul (Lazul) e roxo (Lroxo), guardam a seguinte relação entre si:

O sonar é um aparelho que permite determinar, por exemplo, a profundidade de um lago.

Este aparelho utiliza a propriedade de uma onda sonora se refletir ao atingir um obstáculo sólido.

Num lago um sonar emite um som de frequência 500 Hz que gasta 0,4 segundos para sair do sonar, refletir no fundo do lago e retornar ao sonar.

Sabendo que neste ponto a profundidade do lago é de 300 m, o comprimento da onda sonora emitida por este sonar, em metros, é

Durante seus estudos de preparação para o vestibular da FGV, um aluno pensa acerca da luz visível que se propaga no ar de seu ambiente a uma velocidade bem próxima de 3,0·10⁸ m/s. Consultando seus apontamentos, verifica que se trata de uma onda e que sua frequência média de vibração é da ordem de 1,0·10¹⁴ Hz. Ele ouve uma buzina que emite um som agudo vibrando a uma frequência estimada em 1,0 kHz, cuja velocidade de propagação no ar é de 320 m/s. A relação λ_L ∕ λ_s entre os comprimentos de onda da luz (λ_L) e do som (λ_s) citados é mais próxima de

Sabendo que a velocidade de uma onda eletromagnética em um meio é dada por 1,2×10⁸ m/s, qual é o índice de refração desse meio?

Considere: velocidade da luz c = 3,0×10⁸ m/s

A luz visível é composta de um espectro de comprimentos de ondas eletromagnéticas cujo valor médio é da ordem de 500 nanômetros. Os raios gama, em contrapartida, têm comprimentos de onda muito menores, com frequência tipicamente da ordem de 10²⁰ Hz. Com base nesses números, a razão entre os comprimentos de onda típicos da luz visível e dos raios gama é, aproximadamente:

Dado: velocidade da luz c = 3,0×10⁸ m/

Comparando as características ondulatórias da radiação ultravioleta e das micro-ondas, é correto afirmar que

Nos últimos meses assistimos aos danos causados por terremotos. O epicentro de um terremoto é fonte de ondas mecânicas tridimensionais que se propagam sob a superfície terrestre. Essas ondas são de dois tipos: longitudinais e transversais. As ondas longitudinais viajam mais rápido que as transversais e, por atingirem as estações sismográficas primeiro, são também chamadas de ondas primárias (ondas P); as transversais são chamadas de ondas secundárias (ondas S). A distância entre a estação sismográfica e o epicentro do terremoto pode ser determinada pelo registro, no sismógrafo, do intervalo de tempo decorrido entre a chegada da onda P e a chegada da onda S.

Considere uma situação hipotética, extremamente simplificada, na qual, do epicentro de um terremoto na Terra são enviadas duas ondas, uma transversal que viaja com uma velocidade de, aproximadamente 4,0 km/s, e outra longitudinal, que viaja a uma velocidade de, aproximadamente 6,0 km/s. Supondo que a estação sismográfica mais próxima do epicentro esteja situada a 1200 km deste, qual a diferença de tempo transcorrido entre a chegada das duas ondas no sismógrafo?

Observe o espectro de radiação eletromagnética com a porção visível pelo ser humano em destaque. A cor da luz visível ao ser humano é determinada pela frequência ν, em Hertz (Hz). No espectro, a unidade de comprimento de onda λ é o metro (m) e, no destaque, é o nanômetro (nm).

Sabendo que a frequência ν é inversamente proporcional ao comprimento de onda λ, sendo a constante de proporcionalidade

igual à velocidade da luz no vácuo de, aproximadamente, 3,0 × 10⁸ m/s, e que 1 nanômetro equivale a 1,0 × 10^{(– 9)} m, pode-se deduzir que a frequência da cor, no ponto do destaque indicado pela flecha, em Hz, vale aproximadamente

A figura representa ondas chegando a uma praia. Observa-se que, à medida que se aproximam da areia, as cristas vão mudando de direção, tendendo a ficar paralelas à orla. Isso ocorre devido ao fato de que a parte da onda que atinge a região mais rasa do mar tem sua velocidade de propagação diminuída, enquanto a parte que se propaga na região mais profunda permanece com a mesma velocidade até alcançar a região mais rasa, alinhando-se com a primeira parte.

                        

O que foi descrito no texto e na figura caracteriza um fenômeno ondulatório chamado

Duas cordas muito cumpridas foram unidas em uma de suas extremidades. O sistema encontra-se tensionado.Uma onda se propaga ao longo da primeira corda, chega ao ponto de junção e é trnamitida para a segunda corda. Sabendo que 10m da primeira corda possuem uma massa de 500g e que 5m da segunda corda possuem uma massa de 1kg, a relação entre os comprimentos de onda λ₁ e λ₂ das ondas que se propagam nas cordas, é :

Duas cordas muito compridas foram unidas em uma de suas extremidades. O sistema encontra-se tensionado.Uma onde se propaga ao longo da primeira corda, chegando ao ponto de junção e é transmitida para a segunda corda. Sabendo que 10m da primeira corda possuem uma massa de 500g e que 5m de segunda corda possuem uma massa de 1kg, a relação entre os comprimentos de onda λ₁ e λ₂ das ondas que se propagam nas cordas, é :

No caso da transmissão analógica, o sinal captado pela antena da televisão é uma onda eletromagnética que se propaga pela atmosfera, gerada por uma antena transmissora. Em uma transmissão analógica, qual seria o atraso entre o instante do gol na sua TV e na TV do seu vizinho caso a antena transmissora se encontrasse a uma distância de 300 km?

Dado
Velocidade aproximada de propagação da luz na atmosfera: 300.000 km/s.