Questões de Vestibular de Física - Oscilação e Ondas

A temperatura extremamente elevada no exterior da cápsula ioniza o ar atmosférico à sua volta. Esses íons blindam a cápsula como uma gaiola de Faraday, impedindo, por alguns minutos, a comunicação por ondas eletromagnéticas de rádio (conversas entre a tripulação e a base na Terra, comandos à distância para ajustes de navegação, etc.). O gráfico da figura a seguir mostra que, quanto maior a temperatura do ar externo, T_ar , maior é a frequência limite da onda eletromagnética, f₀ , abaixo da qual não se pode estabelecer comunicação com a cápsula. Se a temperatura do ar for T_ar = 4800 K, qual é o comprimento de onda λ₀ correspondente à frequência limite f₀ ?

Dado: Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 ×10⁸ m/s.

O menor tempo medido em laboratório ocorreu na escala de zeptossegundos e corresponde ao intervalo ∆t em que uma partícula de luz percorre a distância que separa os centros atômicos de uma única molécula de hidrogênio. Uma unidade de zeptossegundo equivale a 10^–21 segundo. Admita que a velocidade da luz seja de 3 × 10⁸ m/s e que a distância entre os centros atômicos de uma molécula de hidrogênio seja de 7,2 × 10^–11 metro.
Nessas condições, no referencial da partícula de luz, o valor de ∆t, em zeptossegundos, é igual a:

O gráfico a seguir representa a forma de uma onda com frequência constante. 


Sendo o comprimento de onda igual a 20 m, o período e a velocidade de propagação da onda valem, respectivamente, _______ e _______.

Uma fonte sonora está presa a um carrinho montadosobre trilhos. A trajetória do carrinho é circular de raio 5m, eeste completa uma volta a cada 1s. Um observador que seencontra em uma posição O, distante 10 m do centro datrajetória do carrinho, percebe uma nítida mudança nafrequência do sinal emitido pela fonte. De fato, o maiorvalor de frequência percebido pelo observador é F, ao passoque o menor valor de frequência percebido por este é f.Sabe-se que a fonte emite um sinal de 600Hz e que avelocidade de propagação do som no ar é de 330 m/s. Parao cálculo de F e f, considere os pontos de interseção dasretas tangentes à trajetória circular do carrinho e quepassam por O. Supondo, para efeito de cálculo, que π = 3, adiferença entre o maior e o menor valor da frequência emHz percebido pelo observador é de

A figura mostra a classificação da radiação ultravioleta (UV) e o seu poder de penetração na atmosfera terrestre.

Sabe-se que a exposição excessiva à radiação UV pode levar ao fotoenvelhecimento cutâneo, queimaduras, eritemas e câncer de pele. O quadro indica quatro tipos diferentes de protetores solares disponíveis no mercado.

        Tipo de protetor solar         Tipo de proteção

                 Tipo 1                                 UVC       

                 Tipo 2                                 UVB       

                 Tipo 3                             UVB e UVA

                  Tipo 4                             UVB e UVC

SILVA, G. D.; OGAWA, M. M.; SOUZA, P. C. Os efeitos da exposição à radiação ultravioleta ambiental. Disponível em: www.fumec.br. Acesso em: 16 set. 2019 (adaptado).

O protetor solar que oferece a menor proteção ao consumidor é o tipo

Você já brincou com um "telefone de copos"? O brinquedo é composto por dois copos interligados por um barbante longo. Ao esticar completamente o barbante, o que se fala em um dos copos é ouvido no outro. Repare que se faz necessário um meio material para propagação do som.

Disponível em: http://thumbs.dreamstime.com. Acesso em: 2 set. 2015 (adaptado).

Como se explica a comunicação nesse brinquedo?

O gráfico abaixo apresenta a forma de uma corda, em um determinado instante, por onde se propaga uma onda cuja velocidade de propagação é 12 cm/s.



O comprimento de onda, a frequência e a amplitude da onda valem, respectivamente,

A figura mostra uma sequência de três grupos de pulsos de ondas ultrassônicas, cada um com duração τ = 5,0 x 10^-7 s, emitidos por um aparelho de ultrassonografia.  

Esses pulsos são compostos por ondas ultrassônicas de frequência 

A luz visível é apenas uma das formas de radiação que existem. A radiação eletromagnética, por exemplo, viaja por meio de ondas que não são visíveis ao ser humano, mas podem ser medidas por meio de instrumentos.

Considere os experimentos A e B, que utilizaram ondas com as frequências indicadas na figura. 

(www.apoioescolar24horas.com.br. Adaptado.) 

Sabe-se que o comprimento de onda é igual à velocidade da onda dividida pela frequência da onda, e que as ondas dos dois experimentos foram propagadas em uma mesma velocidade. Sendo λ_b, o menor comprimento de onda observado no experimento B e λ_A, o maior comprimento de onda observado no experimento A, pode-se afirmar que λ_A/λ_b é igual a 

Os raios-x foram identificados pelo físico alemão Wilhelm Conrad Röentgen em 1895. Enquanto realizava experimento com tubos de raios catódicos, ao interromper o feixe com a mão, viu a imagem de seus ossos exposta em uma tela.

A imagem a seguir de um raio-x dos joelhos apresenta o fenômeno descrito acima. 

Por meio das imagens geradas, é possível observar estruturas anatômicas, como ossos, órgãos e vasos sanguíneos. Assim, os raios-x:

A figura representa um tanque cheio de água sobre cuja superfície se propaga uma onda de amplitude A e comprimento de onda λ. Quando essa onda passa por um obstáculo de duas fendas (1 e 2) ocorrem dois fenômenos (F₁ e F₂).


A denominação dos fenômenos F₁ e F₂, a grandeza indicada em X e o valor da amplitude da onda em P são, respectivamente,

O nível de ruído produzido por turbinas eólicas é, em média, de 50 decibéis. Comparativamente, o nível de ruído produzido em clubes noturnos é, em alguns casos, de 70 decibéis. O nível de ruído β de determinada fonte sonora é calculado, em decibéis, por β = 10 . log(I/I₀) , sendo I₀ = 10^–12 W/m² a intensidade do limiar audível e I sendo a intensidade sonora da fonte, medida em W/m2 . Considerando as condições citadas, sendo I₁ e I₂ as intensidades sonoras para os ruídos gerados por um clube noturno e por uma turbina eólica, respectivamente, a razão I₁ /I₂ é

A figura mostra dois recipientes cilíndricos idênticos, R e S, de altura 35 cm, contendo água até diferentes alturas, h_R e h_S.


Colocando-se um alto-falante que emite um som de frequência 850 Hz sobre cada recipiente, separadamente, verifica-se que eles funcionam como tubos sonoros fechados em uma extremidade e abertos na outra, ocorrendo ressonância em ambos. Considerando-se a velocidade de propagação do som no ar igual a 340 m/s, a diferença entre as alturas da água nos dois recipientes, h_S – h_R, é igual a

A figura abaixo representa uma onda estacionária produzida em uma corda de comprimento L = 50 cm.

Sabendo que o módulo da velocidade de propagação de ondas nessa corda é 40 m/s, a frequência da onda é de

As caixas de som portáteis, como a da imagem a seguir, estão ficando cada vez mais comuns entre os jovens. Além de terem um design moderno, possuem conexão sem fio (Bluetooth) com os smartfones, oferecem várias horas contínuas de áudio de qualidade e algumas são a prova d’água.

A resposta de frequência dos sons produzidos por uma dessas caixas portáteis é de 70 Hz até 20 kHz. Os comprimentos de onda dessa faixa de frequência, que pode ser produzida pela caixa, são de aproximadamente  
 Dados: Considerar como meio de propagação o ar.                Velocidade de propagação do som no ar: v_s = 340 m/s

Na figura abaixo, a onda 1 consiste em um pulso retangular que se propaga horizontalmente para a direita. As ondas 2, 3 e 4 são ondas semelhantes que se propagam para a esquerda ao longo dessa mesma direção.


As figuras abaixo representam interferências que ocorrem quando a onda 1 passa por cada uma das outras ondas.


Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
As formas de ondas X, Y e z resultam, respectivamente, da superposição da onda 1 com as ondas ........ , ........ e ........ .

Um dos fatores que determinam a capacidade de armazenamento de dados nos discos laser é o comprimento de onda do laser usado para gravação e leitura (ver figura abaixo). Isto porque o diâmetro d do feixe laser no ponto de leitura no disco é diretamente proporcional ao comprimento de onda, λ . No caso do Blu-Ray, usa-se um comprimento de onda na faixa azul (daí o nome, em inglês), que é menor que o do CD e o do DVD. As lentes usadas no leitor de Blu-Ray são tais que vale a relação d _BR  ≡ 1,2λ _BR.



A partir das informações da figura, conclui-se que a frequência do laser usado no leitor Blu-Ray é 

Vive-se em uma época na qual há ampla divulgação de notícias falsas, as chamadas "fake news”. Com o avanço no desenvolvimento das ferramentas tecnológicas e com a ampliação do acesso à internet, uma informação falsa pode ganhar amplitudes nunca antes pensadas. Atualmente, enfrenta-se uma pandemia (COVID-19) que impôs uma série de restrições, e fez com que novas relações sociais, como o afastamento e o isolamento social, fossem desenvolvidas.
Shoppings, supermercados e farmácias, têm exigido o uso de máscaras, álcool em gel, e aferição de temperatura de seus clientes e funcionários. Pelo grande fluxo de pessoas, a aferição da temperatura é viável e eficiente com o uso de termômetros infravermelhos. A utilização desses termômetros tem sido alvo de "fake news”, o que tem feito com que muitas pessoas não permitam que o referido aparelho de medida seja direcionado à sua testa. Segundo essas informações: "um termômetro infravermelho nunca deve ser apontado para a testa de alguém, especialmente de bebês e crianças pequenas, pois isso pode causar danos à glândula pineal, localizada no cérebro e responsável pela produção de hormônios".
De acordo com o conhecimento de Física sobre as radiações, essa afirmação não faz sentido, pois:

Na questão, sempre que necessário, use π = 3 e g =10 m/s².

A ação germicida da luz UV varia conforme o comprimento de onda (λ) da radiação. O gráfico a seguir mostra a eficiência germicida da luz UV em função de λ, em sua atuação durante certo tempo sobre um agente patogênico.

Pode-se afirmar que a frequência da luz UV que gera eficiência germicida máxima neste caso é

Dado: Velocidade da luz: c = 3,0 10⁸ m/s.