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

 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:

 

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:

 

 

Utilizando a equação da velocidade em termos de frequência e comprimento de onda, sabendo que a velocidade é a velocidade do som:

 

e portanto, a opção correta é a A.

 

 

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:

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:

 

$E = \frac{hc}{\lambda }$  (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.

Temos que $v=\lambda .f e \lambda =\frac{v}{f}=\frac{c}{f}$
logo a maior frequência do espectro visível vai resultar no menor comprimento de onda que pode ser visto.
 

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

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.

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.

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.

Sabemos que a equação que descreve uma onda é dada pela equação:

$v = \lambda .f$ 

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:

Agora, podemos calcular a razão entre os dois comprimentos de onda:

 

Portanto, a razão entre os 2 comprimentos de onda é igual a 20. Alternativa E.

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.