Questões de Concurso
Sobre oscilação e ondas em física
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As figuras I e II precedentes esquematizam um experimento com tubos ressonantes. O alto-falante ilustrado na figura II selecionou uma mesma frequência de ressonância fundamental para os dois tubos mostrados na figura I: um tubo fechado em uma das extremidades com comprimento L1 e um tubo aberto em ambas as extremidades com comprimento L2. A partir dessas informações, julgue o item a seguir, considerando a velocidade do som no ar igual a 320 m/s.
Dadas as condições de ressonância, a relação entre os
comprimentos dos tubos pode ser expressa pela seguinte
expressão:
.
Durante a propagação de uma onda em 3D, toda região do espaço para a qual a onda possui a mesma fase é sempre descrita por uma equação 0,5 x + 4 y – 5 z = f(t).
Portanto, respectivamente, a forma das frentes de onda e a direção (x,y,z) de propagação são dadas por:
Sabendo-se que,
y1 = A cos(ωt)
y2 = A cos(ωt + π/2)
y3 = A√2 cos(ωt + 3π/4)
qual é a resultante y da superposição das três ondas: y = y1 + y2 + y3 ?
Uma onda eletromagnética monocromática incide sobre uma fenda simples. A largura da fenda é 15,0 μm. Observa-se em um anteparo a 2,25 m de distância que a largura do máximo central da difração é de 18,0 cm.
Qual é o comprimento da onda de luz incidente sobre essa fenda?
Uma onda eletromagnética, cujo comprimento de onda é 400 nm, incide em um anteparo contendo duas fendas pequenas que distam 0,2 mm entre si. Um padrão de interferência é, então, observado em um anteparo, e a distância entre o máximo central de interferência e seu primeiro vizinho é 2,0 mm.
A distância, em metros, entre o anteparo e as fendas é
Qual é a velocidade estimada de uma onda compressiva, em m/s, passando por um meio de densidade ρ = 1,0 × 103 kg/m3 e módulo de Young Y = 1,0 GPa?
Dado
1 Pa = 1 N/m2
= 1 kg /(ms2
)
Seja a forma para a onda transversal 1D dada por y(x,t) = A cos(0,5 πx – 60 πt), no sistema SI.
O comprimento de onda λ, em metros, o período T, em segundos, e a velocidade da onda v, em m/s, são dados, respectivamente, por:
Sobre uma corda de densidade linear de massa μ = 20,0 g/m passa a onda descrita por y(x,t) = (0,0050) cos(πx – 10 πt) (unidades SI).
A energia cinética máxima que um elemento de comprimento l = 0,50 cm dessa corda vai ter durante a passagem da onda é dada, em micro-joule = 1,0 ×10-6 J, por
Uma onda eletromagnética plana, cuja amplitude do campo magnético é 5,0×10-7 T, propaga-se em um meio não condutor onde sua velocidade é 0,6 c.
Qual é a amplitude do campo elétrico, em N/C, dessa onda?
Dado
c = 3,0×108
m/s
Sendo para um sistema dinâmico linear oscilatório ωn
sua frequência natural e 
o fator de amortecimento, com
0 ≤ 
< 1, a frequência natural amortecida desse sistema
é dada por
Uma esfera de massa 700g está associada a um fio inextensível de massa desprezível e constitui um pêndulo de comprimento 3,6m em ambiente desprovido de ar.
Ao se abandonar a esfera de uma posição onde o fio esteja perfeitamente horizontal, sua velocidade, quando o fio adquire a inclinação de 60º com a vertical, considerando g = 10m/s2, é de:
Para responder a questão, quando necessário, utilize:
Analise a figura abaixo, que representa a configuração de um experimento para produzir ondas estacionárias em um laboratório didático com gerador de áudio.
Fonte: FUNCERN, 2017.
Considere que, no início da aula, o professor tenha deixado seus bolsistas de iniciação científica, Eduarda, Ricardo, Ana e Francisco, livres para utilizarem as possibilidades do experimento, mas com uma situação problema a ser resolvida. Nessa situação-problema, os alunos deveriam encontrar quais grandezas seriam importantes para obter ondas estacionárias a partir de uma frequência específica de 450 Hz no gerador de áudio.
Quem encontrou, corretamente, as grandezas necessárias e os valores aproximados utilizados para visualizar a onda estacionária no experimento, representando a frequência fundamental, foi
É correto afirmar que a onda estacionária com o maior comprimento de onda possível para este comprimento de barbante tem frequência de
O modelo de Einstein foi validado experimentalmente
em 1914 por Robert Millikan que também usa a equação
de Einstein para obter o valor da constante h. O
experimento consiste em se obter a curva de E versus f
representada acima. Por extrapolação da reta é possível
determinar a função trabalho. Considere um material
como o sódio após analisado tem função trabalho de
4,3 eV e frequência de corte de aproximadamente 10 x
1014 Hz. O valor da constante de Planck em eV.s é:
A temperatura de equilíbrio térmico da superfície solar
pelo modelo do corpo negro é de aproximadamente
Considere as afirmações abaixo.
I. Young representou em seu desenho ondas na superfície
da água, representando as cristas utilizando como
analogia do fenômeno ocorrido com a luz.
II. Se a distância entre as fendas diminuir, a distância entre
as interferências destrutivas aumenta. III. A distância entre as interferências destrutivas pode ser
utilizada para determinar a espessura do fio de cabelo.
IV. Quanto maior a distância das fendas ao anteparo que
projeta as franjas de difração, menor a distância entre
pontos de interferência destrutiva.
São verdadeiras as afirmações:
A partir da distância entre os furos observado na imagem
acima podemos obter uma medida para a velocidade da
luz. O erro entre valor para a velocidade da luz obtido
no experimento retratado na figura com respeito ao
valor padrão de 3 x 108
m/s é aproximadamente:
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