Questões de Vestibular Sobre oscilação e ondas em física

As radiações eletromagnéticas possuem diversas aplicabilidades na vida cotidiana, e o espectro das mais utilizadas pela humanidade é formado por radiações que possuem comprimentos de onda que vão desde dimensões atômicas (raios X e radiação gama) até centenas de metros (ondas de rádio). Conforme a ciência atual postula, a radiação eletromagnética possui caráter dual: pode ser considerada partícula ou onda, dependendo da situação em estudo. Pode-se associar a cada feixe de radiação eletromagnética um feixe de partículas chamadas de fótons, e a energia de cada fóton depende de uma constante, chamada de constante de Planck (h = 6,64 x 10^-34 J.s), e é diretamente proporcional à frequência da radiação.

Sobre as radiações eletromagnéticas são feitas as seguintes afirmações:

I. Quanto menor o comprimento de onda da radiação eletromagnética maior a energia do fóton a ela associado.

II. Quanto menor a energia de um dado fóton associado a uma dada radiação eletromagnética menor a sua velocidade de propagação.

III. A energia de um feixe eletromagnético constituído de radiação de frequência constante é discreta, ou seja, só pode assumir valores múltiplos inteiros de um valor mínimo.

Em relação às afirmações acima, marque V para as verdadeiras e F para as falsas e assinale a alternativa correta.

Considere uma massa (m) pendurada por uma mola inextensível com constante elástica (k), em um local de gravidade g e forças dissipativas nulas.


É CORRETO afirmar que

Sendo a luz um fenômeno ondulatório, são características suas a velocidade de propagação, a amplitude, a frequência, a polarização e o comprimento de onda, entre outras. Observa-se que a luz do sol, ao passar por um prisma de vidro, produz várias cores. Esse efeito se deve à dependência da velocidade da luz no vidro e, portanto, do índice de refração com

De acordo com as ideias de Broglie (1924), uma partícula subatômica como o elétron possui uma onda associada cujo comprimento de onda é dado por L=h/p, onde h=6,6 x 10^-34 Js (joule­segundo) é a constante de Planck. Se usarmos a expressão de de Broglie para uma partícula de 1grama com velocidade de 1metro por segundo encontramos um comprimento de onda:

Qual é o comprimento de onda de um elétron de massa 9,0 . 10^-31 kg que se move com velocidade de 100 m/s. Considere a constante de Planck: h = 6,6 . 10^-34J . s.

Em 1887, Henrich Hertz verificou que uma placa de metal eletricamente neutra adquire carga positiva quando atingida por luz de alta frequência. O fenômeno no qual determinadas substâncias liberam elétrons quando atingida por radiação eletromagnética é chamado de:

INSTRUÇÃO: Responder à questão com base no contexto a seguir.

Em hospitais de grande porte das principais cidades do país são realizados tratamentos que utilizam radioisótopos emissores de radiações alfa, beta e gama.

Em relação às radiações alfa, beta e gama, afirma-se:

I. Todas possuem massa de repouso.

II. Apenas duas possuem carga elétrica.

III. Em geral, a radiação gama é a que possui maior poder de penetração no corpo humano.

Está/Estão correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

Considere o caso abaixo e marque com V as proposições verdadeiras e com F as falsas.

Ao final do século 19, o Professor físico alemão, Wilhelm Conrad Röntgen, quando trabalhava em seu laboratório na Baviera, sul da Alemanha, estudando o tubo de raios catódicos, descobriu acidentalmente os raios X. Ciente da importância de sua descoberta, que ele chamou de raios X por não saber realmente do que se tratava, sendo X a incógnita da matemá-tica, Em dezembro de 1895 publicou o artigo o "EINE NEURE ART VON STRAHLEN" (sobre uma nova espécie de raios), onde descreve suas experiências e observações e relata várias proposições.

( ) Os raios X atravessam corpos opacos à luz.

( ) Provocam fluorescência em certos materiais.

( ) Não são defletidos por campos magnéticos.

( ) Os raios X propagam-se em linha reta.

( ) Os raios X propagam-se em uma única direção.

A sequência correta, de cima para baixo, é:

• Uma esfera de massa 1000g encontra-se em equilíbrio estático quando suspensa por uma mola ideal que está presa, por uma de suas extremidades, ao teto de um elevador que executa um movimento de ascensão com velocidade constante de módulo 2m.s^-1. Quando o botão de emergência é acionado, o elevador para subitamente e, então, o sistema mola+esfera passa a oscilar em MHS com amplitude de 10cm. Determine, em unidades do SI, a constante elástica da mola. Despreze a resistência do ar durante a oscilação.

Adote: √20 = 4,5

• Duas fontes harmônicas simples produzem pulsos transversais em cada uma das extremidades de um fio de comprimento 125cm, homogêneo e de secção constante, de massa igual a 200g e que está tracionado com uma força de 64N. Uma das fontes produz seu pulso Δt segundos após o pulso produzido pela outra fonte. Considerando que o primeiro encontro desses pulsos se dá a 25cm de uma das extremidades dessa corda, determine, em milissegundos, o valor de Δt.

• Radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB em inglês), predição da teoria do Big Bang, é uma forma de radiação eletromagnética que preenche todo o universo, cuja descoberta experimental se deve a Arno Penzias e Robert Wilson. Em qualquer posição do céu, o espectro da radiação de fundo é muito próximo ao de um corpo negro ideal, cujo espectro tem uma frequência de pico de 160 GHz. Considerando a CMB distribuída isotropicamente pelo Universo, com velocidade de propagação de 3x10⁵ km.s^-1, determine o número inteiro aproximado de ondas dessa radiação por centímetro linear do Universo.

A 6ª corda de um violão (figura 2) tem comprimento de 60cm, densidade linear de 5,5x10^-3 kg/m e está fixa em suas extremidades tracionada por uma força de 55N.
Figura 2- Identificação das cordas do violão. Disponível em: http://www.violaopopular.com.br/cordas_e_maos.htm>. Acesso em: 08 set. 2017.

Analise as afirmativas a seguir:
I. Quando a 6ª corda é tocada presa, apenas por suas extremidades, o comprimento de onda é de 1,2m. II. Quando a corda tocada presa apenas por suas extremidades, o som produzido tem frequência aproximada de 83Hz. III. A frequência da onda sonora emitida é diferente da frequência de vibração da corda. IV. A intensidade do som emitido depende da força de tração aplicada nas extremidades da corda.

Com base nas afirmativas anteriores, marque a opção CORRETA.

Um estudante viaja com sua família para uma praia pouco povoada. Numa das tardes ensolaradas, ele ficou conversando com um pescador da comunidade e depois de muito ouvir sobre pescaria, funcionamento do barco e localização de cardumes, o pescador faz uma pergunta que há algumas semanas o intrigava. Qual seria a altura da torre de telefonia que haviam instalado recentemente na comunidade? O estudante respondeu que era fácil calcular o valor da altura se ele o ajudasse a fazer algumas medidas. Para isso, pegou uma vara, com um comprimento(L) de 2m, que estava encostada no barco. Usando este instrumento o estudante mediu a sombra da torre contando 22L, em seguida mediu a altura e a sombra do pescador, obtendo 3L/4 e 0,55L, respectivamente. Com esses dados, o estudante mostrou ao pescador a altura da torre. Em qual princípio físico o estudante se apoia para realizar tal procedimento?

Em um dia de ventania, um galho de uma árvore bate periodicamente em um ponto da superfície de um líquido. Uma onda passa a se propagar nessa superfície. Analise as afirmativas.
I. Em diferentes líquidos (água, óleo etc.), teremos velocidades de propagação diferentes, dado que a velocidade de propagação (v) da onda na superfície de um líquido depende do meio. II. O comprimento de onda (λ) independe do meio. III. A frequência (f) e o período (T) da onda são iguais à frequência e ao período da fonte que deu origem à onda. IV. As grandezas v, f e λ estão relacionadas pela equação λ = v/f e, portanto, como v, é constante para um dado meio, quanto maior for f, menor será o valor de λ nesse meio.

Está correto o que se afirma em

Em 1905, Albert Einstein deu continuidade aos trabalhos de Hertz no estudo do efeito fotoelétrico. Com seus estudos, pode-se entender porque uma onda ultravioleta produzia mais faíscas no metal que uma onda de luz visível. Foi então que Einstein mostrou a dependência da energia envolvida com a frequência aplicada. Seguindo essa descoberta, marque a alternativa que apresenta o ordenamento correto das radiações, da menos energética para a mais energética.

Uma partícula oscila em movimento harmônico simples ao longo de um eixo x entre os pontos x₁ = - 35cm e x₂ = 15 cm. Sabe-se que essa partícula leva 10 s para sair da posição x₁ e passar na posição x = -10 cm.
Analise as seguintes afirmativas referentes ao movimento dessa partícula:
I. A amplitude do movimento é igual a 50 cm e a posição de equilíbrio é o ponto x = 0. II. Na posição x = -10 cm, a velocidade da partícula atinge o valor máximo. III. Nos pontos x1 = - 35 cm e x2 = 15 cm, a velocidade da partícula é nula. IV. O período do movimento é 10 s.
Estão corretas apenas as afirmativas

São exemplos de ondas os raios X, os raios gama, as ondas de rádio, as ondas sonoras e as ondas de luz. Cada um desses cinco tipos de onda difere, de algum modo, dos demais. Qual das alternativas apresenta uma afirmação que diferencia corretamente o tipo de onda referido das demais ondas acima citadas?

Um bloco A de massa m_A = 1,0 kg, em repouso, comprime uma mola ideal de constante elástica k = 100 N/m, de uma distância d = 0,1 m, como mostrado na figura (a) abaixo. Calcule o módulo v da velocidade do bloco depois que a mola volta para sua posição relaxada, como mostrado na figura (b). Despreze o atrito entre o bloco e o piso. Dê sua resposta em m/s.

Em 1940, quatro meses depois de ser construída, a ponte de Tacoma Narrows, no estado de Washington, nos EUA, foi destruída por uma ressonância gerada pelo vento. Um vento que soprava moderadamente produziu uma força irregular que variava com a mesma frequência natural da ponte e fez com que ela entrasse em colapso. Com relação aos fenômenos ondulatórios, analise a validade das afirmações a seguir.

I. A superposição de duas ondas transversais idênticas em fase produz uma onda com amplitude aumentada. II. A superposição de duas ondas longitudinais idênticas fora de fase produz o cancelamento mútuo. III. Quando a frequência de vibração forçada de um objeto se iguala à sua frequência natural ocorre um dramático aumento da amplitude. Esse fenômeno é denominado ressonância.

Assinale a alternativa CORRETA:

A figura representa um instrumento musical de sopro constituído por um tubo de comprimento L, aberto nas duas extremidades. Ao soprar esse instrumento, estimula-se a vibração do ar, produzindo ondas estacionárias, que se propagam com velocidade (v), dentro desse tubo, conforme a figura.

Considerando essas informações, a frequência do som emitido por esse instrumento será