Questões Militares Sobre oscilação e ondas em física

Um objeto de massa m é preso ao teto por um fio inextensível, sem massa e com comprimento L. De forma adequada, a massa é posta a girar com velocidade de módulo constante, descrevendo uma trajetória circular de raio L/3 no plano horizontal. Se g é o módulo da aceleração da gravidade, o período de rotação do pêndulo é: 

A figura abaixo representa uma onda estacionária que se forma em um tubo sonoro fechado. Considere a velocidade do som no ar igual a 340m/s.

Assinale a alternativa que representa a frequência do som emitido pelo tubo.

Os comprimentos de onda de maior interesse ecológico abrangem as faixas do ultravioleta, do visível e do infravermelho. Destas, a faixa visível (400 A 700 nm) assume maior importância dada a sua participação no processo fotossintético, classificadas como RFA (Radiação Fotossinteticamente Ativa). Na fotossíntese, a energia radiante é absorvida e transformada em energia de ligação química. Os receptores de radiação da fotossíntese são as clorofilas e os pigmentos acessórios (caroteno e xantofila). Considerando E a energia de um único fóton de frequência f incidente na clorofila e n, o número de fótons envolvidos no processo, para uma energia de 500 kCal, com luz de comprimento de onda de 700 nm, o número de fótons correspondentes será de aproximadamente, considerando: 

E = h _ˑ ƒ 

Constante de Planck → h = 6,62.10^-34 Js

1kCal = 4.10³J

Velocidade da luz → 3.10⁸ m/s

1nm = 10^-9m

A sirene de um carro de polícia emite ondas de 0,34m. O carro se aproxima de um observador em repouso em relação a terra.

Sabendo-se que o som se propaga no ar com velocidade de 340 m/s, é correto afirmar.

Um jovem preenche totalmente um recipiente retangular de vidro com fatias de pão de forma e sobre essas coloca uma camada homogênea de queijo ralado com a intenção de derretê-lo, em um forno de microondas. Como o recipiente caberia justo no interior do forno de microondas, ele retirou o prato giratório (pois não teria como girar) e colocou o recipiente diretamente no fundo do forno e o ligou.

Após o tempo normal para o derretimento do queijo, o forno é desligado e aberto. O jovem percebeu que a cobertura de queijo apresentava um padrão retangular de pontos em que o queijo derreteu e entre esses pontos o queijo não derreteu. Entre os pontos que o queijo derreteu, ele percebeu que a distância era sempre de 6,0 cm, conforme a figura:

Supondo isso ser efeito do fenômeno da formação de ondas estacionárias entre as paredes do forno e que a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas no ar seja 3x10⁸ m/s, o jovem calculou a frequência utilizada no gerador de microondas desse forno. Assinale a alternativa que apresenta corretamente esse valor.

Um controlador de voo, em uma torre de controle de um aeroporto, entra em contato com um piloto de um avião que está sobrevoando a região em grande altitude. Esse contato é feito por meio de sinais de rádio, ou seja, ondas eletromagnéticas, que irão atravessar camadas da atmosfera com variações de pressão e composição do ar.

Portanto, a onda para chegar até o avião irá refratar e sofrerá ______________ na onda refratada.

Assinale a alternativa que completa corretamente a última frase do texto acima.

Dois alpinistas A e B estão caminhando por uma estrada retilínea e, em determinado momento, avistam a montanha que pretendem escalar. Nesse instante, o alpinista A está um pouco à frente do alpinista B e os dois emitem, simultaneamente, o grito de chegamos! Sabendo que o alpinista A ouve o eco da sua voz após 4 s e que o alpinista B escuta seu próprio eco após 5 s e que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, determine a distância, em metros, entre os alpinistas, tendo a montanha como referencial.

As ondas sonoras podem se propagar em diversas frequências. O ouvido humano é capaz de detectar sons que estejam dentro da faixa de 20 Hz a 20.000 Hz. Considerando as qualidades do som e que sua velocidade de propagação no ar, a 25º C, é aproximadamente igual a 340 m/s, analise as afirmações que se seguem.

I - O som é mais grave quanto maior for a sua frequência.

II - Sons de mesma altura e mesma intensidade emitidos por fontes sonoras distintas podem ser diferenciados através de seus respectivos timbres.

III - Dizer que uma mulher tem voz aguda é o mesmo que dizer que o som que é emitido por ela é de alta intensidade.

IV - Uma onda sonora de comprimento λ = 8,5 m, que se propaga no ar, provoca um som audível ao ouvido humano.

Está correto o que se afirma em:

A figura a seguir representa a propagação de uma onda ao longo de uma corda. Considerando a velocidade de propagação dessa onda igual a 0,32 m/s e observando o gráfico, podemos afirmar corretamente que sua amplitude e sua frequência são, respectivamente, iguais a:

Um objeto realiza um Movimento Harmônico Simples (MHS), segundo a seguinte função, no Sistema Internacional de Unidades: 

X = 0,2.cos (π/3 . t + π)

Determine o valor do módulo da velocidade V do objeto, em m/s, no instante t = 3 s. 

Um ponto material oscila em torno da posição de equilíbrio O, em Movimento Harmônico Simples (MHS), conforme o desenho abaixo. A energia mecânica total do sistema é de 0,1 J, a amplitude da oscilação é de 10,0 cm e o módulo da máxima velocidade é de 1 m/s. Os extremos da trajetória desse movimento têm velocidade igual a zero (v=0).

Desprezando as forças dissipativas a frequência da oscilação em Hertz (Hz) é:

Uma orquestra é formada por instrumentos musicais de várias categorias. Entre os instrumentos de sopro, temos a flauta, que é, essencialmente, um tubo sonoro aberto nas duas extremidades. Uma dessas flautas tem comprimento L = 34 cm. Considere que a velocidade do som no local vale v_som = 340 m/s. Levando em consideração os dados apresentados, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da menor frequência (chamada de frequência fundamental) que essa flauta pode produzir

As linhas horizontais indicadas na figura representam os níveis de energia de um elétron de um átomo de hidrogênio e as setas verticais, numeradas de I a III, possíveis transições que podem ocorrer entre esses níveis quando o átomo emite um fóton de comprimento de onda λ.

Está de acordo com a teoria quântica a seguinte relação:

Em um experimento, faz-se incidir luz de comprimento de onda λ = 4,0 × 10^–8 m sobre uma placa metálica de sódio e observa-se a ocorrência do efeito fotoelétrico. O gráfico representa a energia cinética máxima adquirida por um fotoelétron emitido por uma placa de sódio, em função da frequência da luz incidente sobre ela.
Adotando o valor h = 4,0 × 10^–15 eV × s para a constante de Planck e c = 3,0 × 10⁸ m/s, o valor da energia cinética máxima adquirida por um fotoelétron emitido pela placa de sódio, nesse experimento, é de

A figura 1 representa as franjas claras e escuras formadas sobre um anteparo quando luz monocromática de comprimento de onda λ, proveniente de uma fonte pontual, atravessa uma estreita fenda de largura b = 0,10 mm existente em um obstáculo colocado paralelamente ao anteparo e a uma distância d = 2,0 m dele.

O gráfico da figura 2 mostra a intensidade luminosa no anteparo em função da posição, representada pelo ângulo θ, que indica as posições onde ocorrem interferências destrutivas máximas.

Sabendo que o ângulo θ para o qual ocorre a primeira região escura é tal que senθ=λ/b , que a largura do claro de maior intensidade no anteparo é L = 48 mm, e adotando sen0,69º = tg0,69º = 0,012, o comprimento de onda da luz incidente sobre a fenda é

Uma esfera metálica, maciça, encontra-se em equilíbrio pendurada em uma mola elástica e totalmente imersa em um recipiente contendo um líquido viscoso de densidade absoluta menor que a do metal da esfera. A figura 1 ilustra a situação descrita.

A seguir a esfera é deslocada para baixo por um agente externo e abandonada na posição mostrada na figura 2. A partir daí, ela passa, sem emergir do líquido, a descrever um movimento harmônico

Numa região em que o som se propaga a 340 m/s, há uma estrada horizontal e retilínea por onde trafega um carro a uma velocidade de 180 km/h. Em certo momento, um avião, voando a 360 km/h paralelamente à estrada, vai ultrapassar o carro. Mais tarde, quando o carro retorna e passa a se mover no sentido oposto a 108 km/h, um outro avião vai cruzar com ele, voando também a 360 km/h, no mesmo sentido do primeiro avião.
É correto afirmar que a frequência do ruído emitido pelo avião percebida pelos ocupantes do carro será

O professor de Física de certa turma de alunos do Ensino Médio faz uma experiência para demonstrar a interferência de ondas sonoras. Dirige-se ao estacionamento da escola onde há uma região bem ampla, silenciosa e o som sofre reflexão praticamente desprezível. Dois alunos trouxeram seus violões e foram colocados a uma certa distância um do outro. Eles emitiram, simultaneamente, a mesma nota musical com frequência de 400 Hz. A velocidade de propagação do som ali foi admitida com o valor 320 m/s. Uma aluna A ficou posicionada a 10,0 m de um violão e a 8,0 m do outro. Outra aluna B ficou a 8,2 m de um violão e a 9,8 m do outro, como ilustra a figura.

É correto afirmar que a aluna A

Em uma orquestra sinfônica, há instrumentos musicais dos mais diversos para que se consiga obter o maior número de sonoridades (timbres) possível. Considere-se um instrumento de sopro em forma de tubo fechado em uma extremidade, de 72 cm de comprimento, emitindo uma nota com formação de ondas estacionárias em seu interior como mostra a figura.

No mesmo instante, a mesma nota musical é executada por um instrumento de cordas, a corda percutida mede 50 cm, formando ondas estacionárias do segundo harmônico. Considerando a velocidade do som no ambiente em que toca a orquestra de 320 m/s, a velocidade das ondas formadas na corda é, em m/s, de

Uma orquestra é formada por instrumentos musicais de várias categorias. Entre os instrumentos de sopro, temos a flauta, que é, essencialmente, um tubo sonoro aberto nas duas extremidades. Uma dessas flautas tem comprimento L = 34 cm. Considere que a velocidade do som no local vale vsom = 340 m/s. Levando em consideração os dados apresentados, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da menor frequência (chamada de frequência fundamental) que essa flauta pode produzir.