Logo do Site - Banco de Questões

Questões Sobre Ondulatória - Física - 3º ano do ensino médio

1) Um trem se aproxima, apitando, a uma velocidade de 10 m/s em relação à plataforma de uma estação. A frequência sonora do apito do trem é 1,0 kHz, como medida pelo maquinista. Considerando a velocidade do som no ar como 330 m/s, podemos afirmar que um passageiro parado na plataforma ouviria o som com um comprimento de onda de:

  • A) 0,32 m.
  • B) 33 m.
  • C) 0,33 m.
  • D) 340 m. 
  • E) 0,34 m.
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é letra A

 A questão é uma aplicação do efeito Doppler, fenômeno que corresponde a uma alteração na frequência percebida por observador e fonte, quando esta está em movimento.
A equação para o efeito Doppler é:
 
fobservador=ffonte.Vonda+VobservadorVonda-Vfonte
No nosso caso, a velocidade da onda é a velocidade do som, a velocidade da fonte é a velocidade do trem, a frequência da fonte é a frequência detectada pelo maquinista e a velocidade do observador é a velocidade do homem na plataforma, que é nula. Substituindo:
 
fobservador=1 khz.330330-10=3332.103 Hz
 
Utilizando a equação da velocidade em termos de frequência e comprimento de onda, sabendo que a velocidade é a velocidade do som:
 
v=λ.fλ=330.3233.10-3=0,32 m
e portanto, a opção correta é a A.
 
 
Continua após a publicidade..

2) A figura representa uma onda harmônica transversal, que se propaga no sentido positivo do eixo x, em dois instantes de tempo: t = 3 s (linha chei

  • A) e t = 7 s (linha tracejad
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é letra B

Comparando as duas imagens de onda podemos ver que a onda vermelha está adiantada 1m em relação a onda verde, sabemos que entre elas se passaram 4s.
a velocidade pode então ser dada por:
v=1m4s = 0,25m/s

3) Sabe-se que a energia de um fóton é proporcional à sua frequência. Também é conhecido experimentalmente que o comprimento de onda da luz vermelha é maior que o comprimento de onda da luz violeta que, por sua vez, é maior que o comprimento de onda dos raios X. Adotando a constância da velocidade da luz, pode-se afirmar que

  • A) a energia do fóton de luz vermelha é maior que a energia do fóton de luz violeta.
  • B) a energia do fóton de raio X é menor que a energia do fóton de luz violeta.
  • C) as energias são iguais, uma vez que as velocidades são iguais.
  • D) as energias dos fótons de luz vermelha e violeta são iguais, pois são parte do espectro visível, e são menores que a energia do fóton de raio X.
  • E) a energia do fóton de raio X é maior que a do fóton de luz violeta, que é maior que a energia do fóton de luz vermelha.
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é letra E

Dada a equação de onda v = λ.f e a equação da energia E= h.f (onde h é a constante de Planck, que vale 6,63x10-34 J.s), podemos criar uma relação entre a energia e o comprimento de onda:
 
E = hcλ  (c = velocidade da luz no vácuo)
Portanto, vemos que E e λ são grandezas indiretamente proporcionais, o que nos leva a concluir que quanto maior o comprimento de onda, menor sua energia. Como dito no enunciado, a luz vermelha tem comprimento de onda maior que o comprimento de onda da luz violeta que, por sua vez, é maior que o comprimento de onda dos raios X. Assim, os raios-X possuem energia maior que a luz violeta, que tem mais energia que a vermelha.
Alternativa E.
Continua após a publicidade..

4) Considere que, de forma simplificada, a resolução máxima de um microscópio óptico é igual ao comprimento de onda da luz incidente no objeto a ser observado. Observando a célula representada na figura abaixo, e sabendo que o intervalo de frequências do espectro de luz visível está compreendido entre 4,0 x 10 14 Hz e 7,5 x 10 14 Hz, a menor estrutura celular que se poderia observar nesse microscópio de luz seria

(Se necessário, utilize c = 3 × 108m/s.)
Adaptado de http://educacao.uol.com.br/disciplina /ciencias/celulas-conheca-ahistoria-de-sua-descoberta e-entenda-sua-estrutura.htm. Acessado em 25/10/2016.)
 
  • A) o ribossomo.
  • B) o retículo endoplasmático.
  • C) a mitocôndria.
  • D) o cloroplasto.
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é letra B

Temos que v=λ.f e λ=vf=cf
logo a maior frequência do espectro visível vai resultar no menor comprimento de onda que pode ser visto.
 
λ=3.1087,5.1014=0,4.10-6m =400.10-9mλ=400nm.

Portanto a maior estrutura que pode ser visualizada é o retículo endoplasmático

5) (Cefet-PR) Uma ambulância de sirene ligada emite um som de frequência 320 Hz e se aproxima, a 72 km/h, de um observador em repouso. Sabendo-se que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, a frequência aparente do som percebido pelo observador será, em Hz, aproximadamente igual a:

  • A) 300 
  • B) 520
  • C) 592
  • D) 340 
  • E) 392
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é letra D

Para determinarmos a frequência escutada pelo observador, devemos lembrar da equação do efeito doppler para o caso de fonte que se aproxima : Fo = F(V + Vo)/( V - Vf) . Sendo Fo a frequência que o observador escuta, F a frequência emitida pela fonte , V a velocidade da onda , Vo a velocidade do obervador e Vf a velocidade da fonte. Substituindo os dados na equação, obtemos (sendo 72 km/h=20m/s) : F=320(340+0)/(340-20) => F=340 Hz. Alternativa correta é a letra D.
Continua após a publicidade..

6) (PUC-MG) Um oscilador harmônico simples pode produzir, em uma corda, um fenômeno estacionário cuja forma geométrica está representada abaixo. 

 
 
Sabendo-se que a velocidade de propagação de pulsos na corda é 4,0 m/s, a frequência do oscilador, em hertz, vale:
  • A) 3 
  • B) 8 
  • C) 6
  • D) 5 
  • E) 7
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é letra D

O comprimento de uma onda é dado pela distância entre duas cristas ou a distância entre dois vales. Neste caso, a distância é dada por 2/3 de 1,2 m = 0,8 m.
A velocidade de uma onda é dada por:
 
V = λ.f
 4,0 = 0,8.f
    f = 5 Hz
 
Sendo correta, portanto, a opção D.

7) Um forno de micro-ondas tem em sua porta uma grade junto ao vidro, com espaços vazios menores que o comprimento de onda das micro-ondas, a fim de não permitir que essas ondas atravessem a porta. Supondo a frequência dessas micro-ondas de 2,45 GHz (G = Giga = 109) e a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética de 3.108 m/s, o comprimento das micro-ondas será, aproximadamente, em cm, de

  • A) 2.
  • B) 5.
  • C) 8.
  • D) 10.
  • E) 12.
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é letra E

Pela equação de onda v=λf , sendo v a velocidade da onda, λ o comprimento de onda e f a frequência, temos que λ=v/f . Substituindo os valores dados na questão na equação acima, encontramos λ= 12 cm. Alternativa correta é a letra E.
Continua após a publicidade..

8) Na tirinha, vemos Calvin transformado num raio-X vivo. Esse tipo de onda eletromagnética tem frequência entre 1017 e 1019 Hz e foi descoberta em 1895 por Wilhelm Röntgen. Como todas as ondas eletromagnéticas, os raios-X viajam pelo vácuo com velocidade de  3,0 x 108m/s. Considere dois raios-X, com frequências  f1 = 1,5 x 1018 Hz e f2 = 3,0 x 1019  Hz. A razão entre os comprimentos de onda desses raios (λ1/λ2), no vácuo, vale

  • A) 0,050.
  • B) 0,50.
  • C) 2,0.
  • D) 4,5.
  • E) 20.
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é letra E

Sabemos que a equação que descreve uma onda é dada pela equação:
v = λ.f 
Onde v é a velocidade da onda, λ  o seu comprimento de onda e f a sua frequência. Assim, como os Raios-X tem a mesma velocidade da luz no vácuo (c = 3,0x108 m/s), calculamos o comprimento de onda de cada uma:
v = λ.f      λ = vf     λ = cfλ1 = 3,0x1081,5x1018  =  2x10-10 mλ2 = 3,0x1083,0x1019  =  1x10-11 m
Agora, podemos calcular a razão entre os dois comprimentos de onda:
 
λ1λ2 = 2x10-101x10-11  =  2x101 = 20
Portanto, a razão entre os 2 comprimentos de onda é igual a 20. Alternativa E.

9) Uma rolha flutua na superfície da água de um lago. Uma onda passa pela rolha e executa, então, um movimento de sobe e desce, conforme mostra a figura. 

 
 
O tempo que a rolha leva para ir do ponto mais alto ao ponto mais baixo do seu movimento é de 2 segundos. O período do movimento da rolha é:
  • A) 0,5 s 
  • B) 1,0 s 
  • C) 2,0 s 
  • D) 4,0 s
  • E) 5,0 s
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é letra D

Da definição de período, temos que este é o tempo para que uma onda complete um ciclo, ou seja, o tempo que decorre entre a saída da onda de um ponto e o retorno da mesma ao local de origem. No nosso caso, como a rolha leva 2 segundos para ir do ponto mais alto para o mais baixo da trajetória, ela levará 4 segundos para completar um ciclo, ou seja, retornar ao ponto mais alto, que é o seu ponto de origem. Portanto, a opção correta é a D.
Continua após a publicidade..

10) Um grande aquário, com paredes laterais de vidro, permite visualizar, na superfície da água, uma onda que se propaga. A Figura representa o perfil de tal onda no instante T0.

Durante sua passagem, uma bóia, em dada posição, oscila para cima e para  baixo e seu deslocamento vertical (y), em função do tempo, está representado no Gráfico. Com essas informações, é possível concluir que a onda se propaga com uma velocidade, aproximadamente, de
  • A) 2,0 m/s.
  • B) 2,5 m/s.
  • C) 5,0 m/s.
  • D) 10 m/s.
  • E) 20 m/s.
     
     
     
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é letra A

A equação de uma onda pode nos dar a velocidade:
v = λ.f
Onde λ é o comprimento de onda, v é a velocidade da onda e f sua frequência. Vemos na  primeira figura que a onda começa na primeira divisão e completa um ciclo na 4º divisão. Sendo assim, o comprimento da onda será:
λ = 5m x 4 divisões = 20m
No segundo gráfico, podemos encontrar o período da onda, que vale 10s. Sabemos que o período da onda é o inverso de sua frequência, portanto, podemos calcular a velocidade da onda:
v = λ.f       f = 1T    v = λTv = 20 m10 s = 2m/s
A onda tem uma velocidade de 2,0m/s, alternativa A.
 
1 2 3 7