Questões de Concurso
Sobre oscilação e ondas em física
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Em um determinado meio
, elástico, não dispersivo, não dissipativo, tridimensional e com fronteiras não reflexivas, são colocadas cinco fontes compressionais, 
, e um receptor R, como mostrado na Figura (1). 
estão a uma distância de 1.000 metros do receptor, 
estão a 1.350 m do receptor e 
está a 1.400 metros do receptor. A fonte é formada pelo conjunto de frequências que vão de 10 Hz a 70 Hz e magnitude máxima de 1 unidade, como mostrado na Figura (2). A velocidade de propagação nesse meio é de 2.000 m/s. Todas as fontes são disparadas simultaneamente e a fonte 
tem magnitude oposta das demais. No receptor R
Numa experiência de fenda simples, uma luz, composta de duas componentes monocromáticas de comprimento de onda
= 500 nm e 
= 750 nm, atinge a fenda que possui a largura L. A distância entre o anteparo e a fenda é de 1 m, conforme figura acima. Os primeiros mínimos de cada uma das componentes de onda 
ocorrem, respectivamente, para os ângulos 
. Sendo 
= 15/250, o valor L da abertura da fenda é
e
. Usando o princípio de superposição, a equação da onda resultante é
Sua propagação é descrita pela equação
y = (2,0m).sen[(2,0m-1 )x +(20s-1 )t]
onde y, x e t representam a amplitude da onda, sua posição e instante de tempo, respectivamente. A velocidade desta onda, em m/s, é igual a
onde I é a intensidade medida a uma distância de x metros do ponto no qual foi feita a medida da intensidade 
. Duas ondas monocromáticas se propagam por 100 metros em um meio com velocidade de propagação igual a 2.000 m/s e com coeficiente de absorção η igual a 0,5 dB/
, onde 
é o comprimento de onda. Para as ondas monocromáticas de frequências 20 Hz e 40 Hz, os valores do expoente (η.x) em dB são, respectivamente, iguais aObserva-se que um aumento da intensidade física sonora como definida não é percebida pelo ouvido humano na razão direta. Assim, para que se possam comparar aumentos na intensidade física do som com aumentos perceptíveis pelo ouvido humano, define-se outra grandeza, denominada de intensidade auditiva ou nível de intensidade sonora (ß), através da expressão
na qual I e I0 são, respectivamente, as intensidades físicas da onda sonora e do limiar de audição, em W/m2 .
A unidade de ß no SI é denominada bel (B), porém o nível de intensidade sonora é mais comumente expresso em decibel (dB).
Com base nesses conceitos, a razão entre as intensidades físicas de duas ondas sonoras de intensidades auditivas de 100 dB e 50 dB é
em uma corda homogênea tracionada, conforme ilustra a figura abaixo, onde também estão representados os pontos 1, 2, 3, 4 e 5 da corda.
Nesse contexto, os vetores velocidade desses pontos, no instante considerado, são
Dado: A velocidade da luz no vácuo é de 300 x 106 m/s.
Quando se calcula o comprimento de onda de de Broglie associada a objetos macroscópicos, observa-se que são da ordem de 10–34 m. Quanto a ondas dessa natureza, é impossível observar fenômenos de
Uma onda eletromagnética, cuja velocidade é de 3 × 108 m/s, possui um comprimento de onda de 0,1 nm. Nesse caso, a energia dessa onda é igual a
O mundo está repleto de oscilações, nas quais os objetos movem-se repetidamente de um lado para outro. Por exemplo, quando acontece um terremoto nas vizinhanças de uma cidade, os edifícios sofrem oscilações tão intensas que podem desmoronar. Quando uma flecha é lançada de um arco, as penas da extremidade conseguem passar pelo arco, sem se chocar com ele, porque a flecha oscila. Outros exemplos, menos familiares, são as oscilações das moléculas de ar em uma onda sonora e as oscilações das correntes elétricas em rádios, aparelhos de televisão e detectores de metal. Um tipo de movimento oscilatório comum, muito importante e básico, é o movimento harmônico simples (MHS). Com relação ao MHS, suponha que um corpo de massa m encontre-se apoiado sobre um suporte de madeira. O suporte começa a oscilar com um MHS, aumentando a frequência das oscilações até fazer que o corpo comece a deslizar sobre a madeira. Isso ocorre quando o período das oscilações é dado por T, a amplitude é A e a aceleração da gravidade é g.
Com base nessas informações, assinale a alternativa que descreve a expressão correta para o cálculo do coeficiente de atrito estático (µe ) entre o corpo e a madeira.
O estudo do movimento ondulatório tem levado a muitas invenções fascinantes. Radares de polícia e abridores de portas de garagem empregam as ondas eletromagnéticas para objetivos bem diferentes — a determinação da velocidade de motoristas e a abertura de portas a alguns metros de distância. Um dos tipos fundamentais de ondas é a transversal. Nesse tipo, a direção de propagação da onda é perpendicular ao plano onde ocorre a vibração que produz a onda.
Acerca desse tema, considere que uma onda progressiva transversal que se propaga da esquerda para a direita em uma corda vibrante seja descrita pela seguinte equação y = 2sen(ax − bt + π), em que y é dado em cm, x é dado em cm, a = 4 cm–1 , b = 4 s –1 .
Com base nessas informações, assinale a alternativa incorreta.
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