Exercícios sobre ondas
1 - Nas últimas décadas, o cinema têm produzido inúmeros filmes de ficção científica com cenas de guerras espaciais, como Guerra nas Estrelas. Com exceção de 2001, Uma Odisséia no Espaço, essas cenas apresentam explosões com estrondos impressionantes, além de efeitos luminosos espetaculares, tudo isso no espaço interplanetário.
| a) | Comparando Guerra nas Estrelas, que apresenta efeitos sonoros de explosão, com 2001, uma odisséia no Espaço, que não os apresenta, qual deles está de acordo com as leis da Física ? Explique sua resposta. |
| b) | E quanto aos efeitos luminosos apresentados por ambos, estão de acordo com as leis Físicas ? Justifique. |
2 - A figura abaixo representa uma onda periódica propagando-se na água (a onda está representada de perfil). A velocidade de propagação desta onda é de 40m/s, e cada quadradinho possui 1m de lado.
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Determine:
| a) | O comprimento de onda ( l ) desta onda. |
| b) | A amplitude (A) desta onda. |
| c) | A freqüência (f) da onda. |
| d) | O período (T) de oscilação do barquinho sobre a onda. |
3 - Explique a diferença entre a uma onda transversal e uma onda longitudinal.
4 - Qual é a relação matemática existente entre a velocidade de uma onda, sua freqüência e seu comprimento de onda ?
5 - Qual é a única coisa que uma onda pode transportar ?
6 - Ondas mecânicas podem ser do tipo transversal, longitudinal, ou mistas. Numa onda transversal, as partículas do meio.
| a) | não se movem. |
| b) | movem-se numa direção perpendicular à direção de propagação da onda. |
| c) | movem-se numa direção paralela à direção de propagação da onda. |
| d) | realizam movimento retilíneo uniforme. |
| e) | n.d.a |
7 - Considere uma pessoa batendo periodicamente em um ponto da superfície de um líquido. Uma onda passa a se propagar nessa superfície. Portanto podemos afirmar que:
| I- | A velocidade de propagação (v) da onda na superfície de um líquido depende do meio. Assim, em líquidos diferentes (água, óleo etc) teremos velocidades de propagação diferentes. |
| II- | A distância entre duas cristas sucessivas é o comprimento de onda l . |
| III- | A freqüência (f) da onda é igual à freqüência da fonte que deu origem à onda. |
| IV- | As grandezas v, f e l estão relacionadas pela equação l = v/f e, portanto, como v é constante para um dado meio, quanto maior for f, menor será o valor de l neste meio. |
Assinale a alternativa correta:
| a) | apenas as afirmativas I, II e IV são corretas. |
| b) | apenas as afirmativas I, e III são corretas. |
| c) | apenas as afirmativas I, III e IV são corretas. |
| d) | apenas as afirmativas II e IV são corretas. |
| e) | se todas as afirmativas forem corretas. |
8 - Um rapaz e uma garota estão em bordas opostas de uma lagoa de águas tranqüilas. O rapaz, querendo comunicar-se com a garota, coloca dentro de um frasco plástico um bilhete e, arrolhando o frasco, coloca-o na água e lhe dá uma pequena velocidade inicial. A seguir, o rapaz pratica movimentos periódicos sobre a água, produzindo ondas que se propagam, pretendendo com isso aumentar a velocidade do frasco em direção à garota. Com relação a esse fato podemos afirmar:
| a) | Se o rapaz produzir ondas de grande amplitude, a garrafa chega à outra margem mais rapidamente. |
| b) | O tempo que a garrafa gasta para atravessar o lago dependerá de seu peso. |
| c) | Quanto maior a freqüência das ondas, menor será o tempo de percurso até a outra margem. |
| d) | A velocidade da garrafa não varia, porque o que se transporta é a perturbação e não o meio. |
| e) | Quanto menor o comprimento de onda, maior será o aumento na velocidade da garrafa. |
9 - Uma onda desloca-se na superfície de um lago com velocidade de 0,3m/s. Sabendo que o comprimento de onda é 0,6m, determine quantas vezes por segundo um pedaço de madeira que flutua neste lago vai realizar um movimento de "sobe-desce". Isso corresponde a perguntar qual é a freqüência deste movimento oscilatório, em hertz.
10 - Quando uma gota de chuva cai sobre uma poça d'água, forma-se um pulso que se propaga por sua superfície. Esse pulso é transversal ou longitudinal ?
11 - De modo bem simplificado, podemos dizer que, ao emitir um som (bater uma palma, por exemplo), você altera a pressão sobre as moléculas de ar próximas, que passam a se mover para frente e para trás em torno da posição de equilíbrio. Neste vaivém elas atingem outras moléculas de ar que estão próximas a elas e esta perturbação da pressão vai então se deslocando. Este pulso é transversal ou longitudinal ?
12 - Um pulso produzido na superfície da água propaga-se mantendo a forma circular. Coloque falso (F) ou verdadeiro (V) nas afirmativas abaixo.
| ( ) | O pulso é transversal. |
| ( ) | O pulso é bidimensional. |
| ( ) | A velocidade de propagação do pulso é a mesma em todas as direções da superfície da água. |
13 - A velocidade do som na água, em comparação com sua velocidade no ar, é:
| a) | maior. |
| b) | menor. |
| c) | igual. |
| d) | diferente,mas não é possível dizer se é maior ou menor. |
| e) | maior ou menor, dependendo da freqüência do som que se propaga. |
14 - Uma onda tem freqüência de 10Hz e se propaga com velocidade de 400m/s. Qual o seu comprimento de onda ?
15 - Quando uma corda de violão é colocada em vibração, gera no ar em sua volta uma onda sonora que caminha com velocidade média de 340m/s. Se uma corda vibrar com freqüência de 510Hz, qual será o comprimento da onda sonora que se propagará no ar ?
16 - O eco de um grito é ouvido por uma pessoa 5s após ela ter gritado. A velocidade do som no ar é de aproximadamente 330m/s. Calcule a distância que se encontra da pessoa a superfície onde o som foi refletido.
17 - O som mais agudo é som de:
| a) | maior intensidade. |
| b) | menor intensidade. |
| c) | maior freqüência. |
| d) | menor freqüência. |
| e) | maior velocidade de propagação. |
18 - Coloque falso (F) ou verdadeiro (V)
| ( ) | Tanto o som quanto a luz são ondas transversais. |
| ( ) | Tanto o som quanto a luz podem se propagar no vácuo. |
| ( ) | Tanto a velocidade do som quanto a da luz dependem do meio de propagação. |
Gabarito
| 1- | a) |
As ondas sonoras são ondas mecânicas, e por isso não se propagam no vácuo. Então 2001, Uma Odisséia no Espaço está de acordo com as leis da Física, enquanto Guerra nas Estrelas não está. Não se pode ouvir uma explosão no espaço. |
| b) | Ambos os filmes estão de acordo com as leis Físicas, no que diz respeito aos efeitos luminosos, pois a luz é uma onda eletromagnética, e por isso pode se propagar no vácuo. | |
| 2- | a) | l = 8m b) A = 2m c) f = 5Hz d) T = 0,2s |
| 3- |
Na onda transversal, a oscilação de qualquer corpo que esteja no caminho da onda não ocorre na mesma direção de propagação da mesma. Por exemplo: uma onda gerada em uma corda é do tipo transversal. Enquanto a onda propaga-se para frente, a corda oscila para cima e para baixo. Já uma onda longitudinal permite que a vibração dos corpos que estejam em seu caminho tenha a mesma direção de propagação da onda. Um exemplo é a onda sonora. Ela propaga-se para frente (simplificando para o caso unidimensional), e os corpos vibram para frente e para trás (lembre-se do movimento do alto falante). |
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| 4- | É a equação fundamental da ondulatória |  |
| 5- | Energia | 6- | alternativa b | 7- | alternativa e |
| 8- | alternativa d | 9- | f = 0,5 hertz |
| 10- | O pulso é transversal. Prova disso é que a oscilação de qualquer coisa que esteja boiando sobre a água não terá a mesma direção de propagação da onda. |
| 11- | O pulso é longitudinal, a oscilação das moléculas de ar, por onde a onda sonora passa, tem a mesma direção de propagação da onda. |
| 12- | V, V, V | 13- | alternativa a | 14- | l = 40m |
| 15- | l = 0,67m | 16- | d = 825m | 17- | alternativa c |
| 18- | F, F, V |