Questões Militares Sobre oscilação e ondas em física

Observe a figura a seguir, que representa um acelerômetro básico, constituído de massa sísmica presa a uma mola. 

                      

Acelerômetro é um instrumento muito usado em meios navais, fundamental em sistemas inerciais e de navegação. Baseia-se na 2ª Lei de Newton e na Lei de Hooke. A ideia central é produzir um deslocamento diretamente proporcional à aceleração.

Um efeito indesejado ocorre quando a aceleração é bruscamente removida, pois tende a causar um movimento harmônico simples de frequência natural f_N. Esse comportamento transitório de oscilação em torno da posição de repouso prejudica a leitura de um acelerômetro, limitando seu uso, pois não pode ser aplicado em situações em que ocorrem vibrações de frequências próximas à frequência natural.

Considere que o acelerômetro mostrado na figura tenha a massa sísmica de 0,03kg e mola de constante elástica 4,8x10³N/m. A frequência natural desse acelerômetro, em Hz, é igual a : 

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?

Estudos feitos com baleias-azuis mostram que esses mamíferos podem emitir sons com frequências muito baixas, no intervalo de 10Hz a 40Hz, aproximadamente. Suponha que uma baleia-azul emita um som com a frequência de 25Hz. Considerando a velocidade do som na água igual a 1450m/s, o comprimento de onda do som emitido por essa baleia foi de

O gráfico abaixo mostra uma onda evoluindo ao longo de determinada distância.

O comprimento dessa onda vale:

Considere um raio de luz que passa de um meio menos refringente (1) - para outro meio mais refringente (2) - por exemplo, como do ar para a água. Podem os afirmar, quanto à velocidade (v), comprimento de onda (λ) e frequência dessa luz (f),

Uma onda sonora com frequência de 1,6 kHz, ao propagar-se no ar, com uma velocidade de propagação de 320 m/s, apresenta um comprimento de onda de ____ metros.

Uma emissora de rádio AM, emite ondas eletromagnéticas na frequência de 800 kHz. Essas ondas possuem um período de ____ µs.

Dois fios de mesmo comprimento e mesma seção reta estão soldados por uma de suas extremidades (ponto P) , formando um fio composto. A massa especifica do primeiro trecho de fio é ρ₁=2,7g/cm³ e do segundo trecho é ρ₂=7,5g/cm³. 0 fio composto, bem esticado e fixo nas duas extremidades, é submetido a uma fonte externa de frequência variável. Observa-se assim, que ondas estacionárias são excitadas no fio . Algumas fotos foram tiradas durante a oscilação de algumas dessas ondas.

Analise os perfis de ondas estacionárias abaixo.

Dos perfis exibidos acima, quais podem pertencer à coleção de fotos a que se refere o parágrafo acima?

Observe a figura a seguir.

Na figura acima , a mola possui uma de suas extremidades presa ao teto e a outra presa a um bloco. Sabe-se que o sistema massa-mola oscila em MHS segundo a função y(t)=5,0sen(20t), onde y é dado em centímetros e o tempo em segundos. Qual a distensão máxima da mola, em centímetros?

Dado: g= 10m /s²

A velocidade do som na água liquida é de 1,48 km/s, enquanto que no ar ela vale 343 m/s, ambas à temperatura de 20°C e à pressão de 1,0 atm. Podemos afirmar que a diferença citada acima se deve, principalmente, ao fato da água ser um meio que apresenta em relação ao ar:

Um aparelho de rádio opera na faixa de FM cujo intervalo de frequências é de 88 MHz a 108 MHz. Considere a velocidade das ondas eletromagnéticas no ar igual à velocidade no vácuo: 3,0 x 10⁸ m/s Qual é, então, o menor comprimento de onda da faixa de operação do rádio?

Analise a tabela a seguir onde constam valores de amplitude e frequência de 5 sons:

O som de maior intensidade e o som mais agudo são, respectivamente,

Dados:

- todas as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo a uma mesma velocidade de 3x10⁸ m/s;

- as bandas de frequência de comunicações correlacionam-se com as frequências dos radares de Direção de Tiro.

Sabendo que um radar de direção de tiro de um navio possui uma irradiação eletromagnética cuja senoide que representa seu movimento ondulatório possui um comprimento de onda de 2,4cm, é correto afirmar, com base na tabela acima, que esse radar possui uma frequência de operação situada na faixa de frequência de comunicações de:

Observe a figura a seguir. 

                                          

Um corpo, preso à extremidade de uma mola vertical, oscila obedecendo à função horária y = 0,10 cos (0, 507πt) (SI). Se uma corda horizontal ideal e de comprimento infinito for presa a esse corpo, a onda que se propaga nela tem velocidade de 1m/s. Tendo a corda a outra extremidade livre,qual é a equação da onda nela estabelecida? 

Observe a figura a seguir.

                                       

A plataforma p da figura, após partir do ponto A, gira com velocidade angular ω em torno de uma ancoragem fixa motorizada, sendo sustentada por dois braços giratórios de comprimento /. Presa à plataforma p, uma pequena massa moscila harmonicamente pela ação de uma mola de constante k. Sendo u o deslocamento de m em relação à ancoragem, qual é a equação do movimento de m? 

Luz de uma fonte de frequência f gerada no ponto P é conduzida através do sistema mostrado na figura. Se o tubo superior transporta um líquido com índice de refração n movendo-se com velocidade u, e o tubo inferior contêm o mesmo líquido em repouso, qual o valor mínimo de u para causar uma interferência destrutiva no ponto P’?

Na figura, as linhas cheia, tracejada e pontilhada representam a posição, a velocidade e a aceleração de uma partícula em um movimento harmônico simples. Com base nessas curvas assinale a opção correta dentre as seguintes proposições:

I. As linhas cheia e tracejada representam, respectivamente, a posição e a aceleração da partícula.

II. As linhas cheia e pontilhada representam, respectivamente, a posição e a velocidade da partícula.

III. A linha cheia necessariamente representa a velocidade da partícula.

Luz, que pode ser decomposta em componentes de comprimento de onda com 480 nm e 600nm, incide verticalmente em uma cunha de vidro com ângulo de abertura α = 3,00o  índice de refração de 1,50, conforme a figura, formando linhas de interferência destrutivas. Qual é a distância entre essas linhas?

Um fio de comprimento L e massa específica linear µ é mantido esticado por uma força F em suas extremidades. Assinale a opção com a expressão do tempo que um pulso demora para percorrê-lo.

Para participar de um importante torneio, uma equipe de estudantes universitários desenvolveu um veículo aéreo não tripulado. O aparelho foi projetado de tal maneira que ele era capaz de se desviar de objetos através da emissão e recepção de ondas sonoras. A frequência das ondas sonoras emitidas por ele era constante e igual a 20 kHz. Em uma das situações da prova final, quando o aparelho movimentava-se em linha reta e com velocidade constante na direção de um objeto fixo, o receptor do veículo registrou o recebimento de ondas sonoras de frequência de 22,5 kHz que foram refletidas pelo objeto. Considerando que nesse instante o veículo se encontrava a 50 m do objeto, assinale a alternativa correta para o intervalo de tempo de que ele dispunha para se desviar e não colidir com o objeto. Considere a velocidade do som no ar igual a 340 m/s.