Questões Militares Sobre ondas e propriedades ondulatórias em física

Observe a figura abaixo.

A figura representa ondas propagando-se numa corda tensa 4 s após o início das oscilações da fonte F que as produz. O comprimento de onda (λ) e a frequência (f) da onda produzida pela fonte F valem, respectivamente:

Um pendulo simples de massa m e haste rígida de comprimento h e articulado em torno de um ponto e solto de uma posição vertical, conforme a Figura 1. Devido a gravidade, o pêndulo gira atingindo uma membrana ligada a um tubo aberto em uma das extremidades, de comprimento L e área da seção transversal S (Figura 2). Após a colisão de reduzida duração, Δt, o pêndulo recua atingindo um ângulo maximo θ (Figura 3). Sejam p a densidade de equilíbrio do ar e c a velocidade do som. Supondo que energia tenha sido transferida somente para a harmônica fundamental da onda sonora plana no tubo, assinale a opção com a amplitude da oscilação das partículas do ar.

Com um certo material, cujas camadas atômicas interdistam de uma distância d, interage um feixe de radiação que e detectado em um angulo θ conforme a figura. Tal experimento e realizado em duas situações: (I) o feixe é de raios X monocromáticos, com sua intensidade de radiação medida por um detector, resultando numa distribuição de intensidade em função de θ , com valor máximo para θ = α, e (II) o feixe e composto por elétrons monoenergéticos, com a contagem do número de elétrons por segundo para cada ângulo medido, resultando no seu valor máximo para θ = β. Assinale a opção com possíveis mudanças que implicam a alteração simultânea dos ângulos α e β medidos.

Quatro corpos pontuais, cada qual de massa m, atraem-se mutuamente devido à interação gravitacional. Tais corpos encontram-se nos vértices de um quadrado de lado L girando em torno do seu centro com velocidade angular constante. Sendo G a constante de gravitação universal, o período dessa rotação e dado por

Em queixa a polícia, um músico depõe ter sido quase atropelado por um carro, tendo distinguido o som em Mi da buzina na aproximação do carro e em Ré, no seu afastamento. Então, com base no fato de ser de 10/9 a relação das frequências v_Mi /v_Ré, a perícia técnica conclui que a velocidade do carro, em km/h, deve ter sido aproximadamente de

Considere uma estrela de neutrons com densidade media de 5 x 10¹⁴g/cm³, sendo que sua frequência de vibração radial v e função do seu raio R, de sua massa m e da constante da gravitação universal G. Sabe-se que v e dada por uma expressão monomial, em que a constante adimensional de proporcionalidade vale aproximadamente 1. Entao o valor de v e da ordem de

Uma onda propagando-se em um meio material passa a propagar-se em outro meio cuja velocidade de propagação é maior do que a do meio anterior. Nesse caso, a onda, no novo meio tem

No estudo de ondulatória, um dos fenômenos mais abordados é a reflexão de um pulso numa corda. Quando um pulso transversal propagando-se em uma corda devidamente tensionada encontra uma extremidade fixa, o pulso retorna à mesma corda, em sentido contrário e com

Como mostra a figura acima, um microfone M está pendurado no teto, preso a uma mola ideal, verticalmente acima de um alto-falante A, que produz uma onda sonora cuja frequência é constante. O sistema está inicialmente em equilíbrio. Se o microfone for deslocado para baixo de uma distância d e depois liberado, a frequência captada pelo microfone ao passar pela segunda vez pelo ponto de equilíbrio será:

Dados:

• frequência da onda sonora produzida pelo alto-falante: f;

• constante elástica da mola: k,

• massa do microfone: m; e

• velocidade do som: v_s.

Com relação aos conceitos da física, assinale a opção correta.

Uma fonte de 1020 Hz, posicionada na boca de um tubo de ensaio vazio, provoca ressonância no harmônico fundamental. Sabendo que o volume do tubo é 100 mL e que a velocidade do som no ar é 340 m/s, determine o intervalo que contém o raio R do tubo, em cm.

(Dados: considere o tubo cilíndrico e^π = 3 .)

Uma fonte sonora A, em repouso, emite um sinal sonoro de frequência constante f_A = 100 Hz. Um sensor S desloca-se A com velocidade constante V_S = 80 m/s, em relação à Terra, sobre um plano perfeitamente retilíneo, em direção à fonte sonora, como mostra a Figura 1.  

                         

O sensor registra a frequência aparente devido à sua movimentação em relação à fonte sonora e a reenvia para um laboratório onde um sistema de caixas sonoras, acopladas a três tubos sonoros, de comprimentos L₁, L₂ e L₃, reproduz essa frequência aparente fazendo com que as colunas de ar desses tubos vibrem produzindo os harmônicos apresentados na Figura 2.  

                             

Considere que o sensor se movimenta em um local onde a velocidade do som é constante e igual a 320 m/s, que os tubos sonoros possuam diâmetros muito menores do que seus respectivos comprimentos e que a velocidade do som no interior desses tubos seja também constante e igual a 320 m/s. Considere também que a fonte A e o ar estejam em repouso em relação à Terra. Nessas condições, é correto afirmar que os comprimentos L₁, L₂ e L₃  , respectivamente, , em metros, são 

Analise a figura abaixo.

A figura acima representa um pulso P que se propaga em uma corda I, de densidade linear μ_I, em direção a uma corda II, de densidade linear μ_II. O ponto Q é o ponto de junção das duas cordas. Sabendo que μ_I > μ_II, o perfil da corda logo após a passagem do pulso P pela junção Q é melhor representado por

Analise a figura abaixo.

A figura acima ilustra quatro fontes sonoras pontuais (F₁, F₂, F₃, e F₄). isotrópicas, uniformemente espaçadas de d = 0,2 m, ao longo do eixo x. Um ponto P também é mostrado sobre o eixo x. As fontes estão em fase e emitem ondas sonoras na frequência de 825 Hz, com mesma amplitude A e mesma velocidade de propagação, 330 m/s. Suponha que, quando as ondas se propagam até P, suas amplitudes se mantêm praticamente constantes. Sendo assim a amplitude da onda resultante no ponto P é

Observe as figuras 1 e 2, que representam a operação de um ECOBATÍMETRO.

Ecobatímetro é um instrumento usado em navios para medição de profundidades. Uma frente de onda é transmitida a partir de um transmissor ultrassónico, propagando-se até o fundo, onde é refletida de volta até um receptor ultrassónico. Pelo tempo medido de ida e volta da frente de onda, o ecobatímetro determina, por calculo, a profundidade p. Para efeito de aproximação e simplificação, considere o navio parado e a frente de onda se propagando em linha reta, perpendicularmente à superfície de um fundo horizontal e liso, a uma profundidade real de 35m. O ecobatímetro estava calibrado para medir profundidades no mar, entretanto o navio estava ancorado em um rio de água doce. Considere a velocidade média aproximada do ultrassom na água do mar 1500m/s e na água doce 1435m/s. Ao ser realizada a medição de profundidade p, qual será o erro de leitura (profundidade real - profundidade medida) em metros?

Uma luz monocromática, com comprimento de onda 400nm, incide sobre um par de fendas idênticas, cada uma de largura a, separadas por uma distância d. O padrão resultante é observado em uma tela a 80cm de distância das fendas. Observa-se que a primeira franja de interferência dista 2mm do máximo central e que a oitava franja de interferência está ausente (estando as anteriores todas presentes). Qual é a largura, em μm, de cada fenda? 

Uma sirene irradia uma onda sonora de frequência 500kHz e se aproxima de um pedestre que identifica um som de frequência 540kHz devido ao efeito Doppler. Sabendo que a velocidade do som é de 340m/s, qual é a velocidade de aproximação da sirene, era km/h? 

Num experimento de Young, uma luz composta de luz vermelha, com comprimento de onda 700nm, e luz azul, com comprimento de onda 400nm, incide sobre duas fendas estreitas separadas por uma distância de l00μm, sendo observada em uma tela a 2m de distância das fendas. Observa-se uma linha central brilhante de cor magenta. A que distância da linha central aparecerá a próxima linha magenta?

Dentre os recentes desenvolvimentos tecnológicos encontram-se os aparelhos eletrodomésticos que, pela praticidade e economia de tempo, facilitam a realização das tarefas diárias, como o forno de microondas utilizado para o preparo ou o aquecimento dos alimentos quase que de modo instantâneo. Dentro do forno de microondas, o magnétron é o dispositivo que transforma ou converte a energia elétrica em microondas, ondas eletromagnéticas de alta frequência, as quais não aquecem o forno porque:

O universo é um grande laboratório onde transformações estão ocorrendo a todo instante, como as explosões que permitem o surgimento (nascimento) e/ou a morte de estrelas e outros corpos celestes. Em uma noite de céu límpido, é possível observar a luz, proveniente de diferentes estrelas, muitas das quais possivelmente já não mais existem. Sabendo que as ondas eletromagnéticas correspondentes ao brilho destas estrelas percorrem o espaço interestelar com a velocidade máxima de 300.000 km/s, podemos afirmar que não ouvimos o barulho destas explosões porque: