Questões de Vestibular Sobre oscilação e ondas em física

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

• Definimos o intervalo (i) entre dois sons, como sendo o quociente entre suas frequências, i=f2/f1. Quando i=1, dizemos que os sons estão em uníssono; quando i=2, dizemos que o intervalo corresponde a uma oitava acima; quando i=0,5, temos um intervalo correspondente a uma oitava abaixo. Considere uma onda sonora de comprimento de onda igual a 5cm, propagando-se no ar com velocidade de 340m/s. Determine a frequência do som, em hertz, que corresponde a uma oitava abaixo da frequência dessa onda.

Um estudante é informado que certa onda sonora se propaga no ar com frequência de 680,0 Hz, comprimento de onda de 0,500 m e amplitude de 0,010 m. Sabendo que tal onda é senoidal e se propaga no sentido positivo do eixo x, ele conclui que a sua equação (com x e y em metros e t em segundos) é dada por:

O conhecimento e o entendimento das propriedades das ondas possibilita o estudo de frequências naturais de oscilação das construções de engenharia, sendo muito útil para a resolução de problemas futuros que surjam nessas construções.

Considerando-se que a velocidade das ondas transversais em uma corda esticada é igual a 180,0m/s e sendo o comprimento da corda igual a 4,0m, é correto afirmar que a frequência do segundo harmônico gerado nessa corda, em Hz, é igual a

Enquanto Daniel perfura uma parede, estando os seus ouvidos a uma distância igual a 1,0m do local perfurado, Ariovaldo está a 4,0 m desse local, como ilustra a FIGURA 08:

Sabendo-se que a intensidade da onda sonora captada por Daniel é I_o, pode-se afirmar CORRETAMENTE que a intensidade do som captado por Ariovaldo vale:

Um experimento laboratorial, que a figura ilustra, tem dois objetivos: determinar a energia perdida por um corpo em movimento e a deformação de uma mola ao ser comprimida. Uma esfera de 100 g de massa parte do repouso do ponto A da rampa. Essa esfera se movimenta entre os pontos A e B (percurso sem atrito) e continua seu movimento entre B e C (percurso com coeficiente de atrito valendo 0,1). No ponto C há uma mola (de constante elástica valendo 3,6 N/m), que será deformada pela esfera quando terminar seu percurso. A partir da situação descrita, determine a energia perdida pela esfera entre os pontos B e C do percurso e a máxima deformação sofrida pela mola. Considerar g = 10m/s²

A fim de investigar os níveis de poluição sonora, causados por dois bares que funcionam próximos a um conjunto residencial, um pequeno modelo foi esquematizado na figura a seguir. Cada círculo representa uma instalação com uma numeração de 1 a 16. Os bares funcionam nos números 1 e 3, e as residências, nos demais números. Supondo que os bares sejam duas fontes sonoras de mesma potência, que produzem ondas de mesma fase e comprimento de onda igual a L, assinale a alternativa CORRETA.

Efeito Fotoelétrico é a emissão de elétrons de um material, geralmente metálico, quando submetido à radiação eletromagnética. Esse efeito tem larga aplicação no cotidiano como a contagem do número de pessoas que passam por um determinado local ou abertura de portas automaticamente. Fonte: http://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-efeito-fotoeletrico.htm, acessado e adaptado em: 16 de julho de 2017.

Um capacitor de placas paralelas, de capacitância igual a 120,0 μF e separação entre as placas de 1,0 cm, é carregado com uma bateria de 10,0 V. Após seu carregamento, a bateria é desconectada, e uma onda eletromagnética incide em t = 0 na placa carregada negativamente. Os elétrons emitidos por efeito fotoelétrico possuem energias cinéticas, que variam de zero até 1,5 eV. O gráfico ao lado ilustra o comportamento da corrente i que flui entre as placas do capacitor em função do tempo t, após o desligamento da bateria. Então, o instante de tempo t_A e o potencial entre as placas do capacitor em t_B, respectivamente, valem

O diagrama ao lado ilustra as transições que são possíveis de ocorrer entre alguns níveis de energia, de acordo com o modelo de Bohr, de um átomo hidrogenoide da atmosfera de Plutão. Qual transição representa a emissão de um fóton com a maior energia?

Alguns experimentos e descobertas tornaram-se clássicos na história da Física. Entre eles, podemos citar:

I - Difração de elétrons através de um cristal de níquel (experimento de Clinton Davisson e Lester Germer, realizado em 1927).
II - Medida da razão entre a carga e a massa do elétron (realizada por Thomson, em 1897).
III - Efeito fotoelétrico (descoberto por Heinrich Hertz, em 1887).

Entre os experimentos e as descobertas citados, aquele(s) que NÃO demonstra(m) o caráter ondulatório da matéria é(são):

Uma corda de violão de 80 cm de comprimento e massa igual a 4g está submetida a uma tensão igual a 3,125 N. A velocidade de propagação de um pulso nesta corda equivale a:

A seguir, são exemplificados dois fenômenos ondulatórios.
I. Quando uma ambulância com a sirene ligada se aproxima ou se afasta de um observador, nota-se uma mudança na frequência percebida por ele. Quando a ambulância se aproxima do observador, o som é mais agudo e, quando se afasta, mais grave. II. É possível ouvir um som emitido de um lado de um muro, mesmo estando do outro lado.
Podemos afirmar que os fenômenos descritos em I e II são, respectivamente,

Um aluno do curso de Cosméticos da FATEC trabalha em uma indústria farmacêutica fazendo aprimoramento de Filtros Solares Físicos e Químicos (FSF e FSQ, respectivamente). Para isso, ele estuda as radiações solares chamadas de UVA e UVB, montando um quadro esquemático.

Baseando-se nas informações apresentadas no quadro, é certo afirmar que

Uma embarcação oceânica inspeciona o fundo do mar com ondas ultrassônicas, que se propagam a 1530 m/s na água do mar. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a profundidade, em m, diretamente abaixo da embarcação se o tempo de retardo do eco for igual a 4 s.

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 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, 

A tabela abaixo apresenta a frequência f de três diapasões. 

Considere as afirmações abaixo.

I - A onda sonora que tem o maior período é a produzida pelo diapasão d₁.

II - As ondas produzidas pelos três diapasões, no ar, têm velocidades iguais.

III- O som mais grave é o produzido pelo diapasão d₃.

Quais estão corretas? 

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.