Ondas - Ondulatória
1. (PUCRS -
2012/1) Um sonar fetal, cuja finalidade é escutar os batimentos cardíacos de um
bebê em formação, é constituído por duas pastilhas cerâmicas iguais de titanato
de bário, uma emissora e outra receptora de ultrassom.
A pastilha
emissora oscila com uma frequência de 2,2x106Hz quando submetida a
uma tensão variável de mesma frequência. As ondas de ultrassom produzidas devem
ter um comprimento de onda que possibilite a reflexão das mesmas na superfície
pulsante do coração do feto. As ondas ultrassônicas refletidas que retornam à
pastilha receptora apresentam frequência ligeiramente alterada, o que gera interferências
periódicas de reforço e atenuação no sinal elétrico resultante das pastilhas.
As alterações no sinal elétrico, após serem amplificadas e levadas a um
alto-falante, permitem que os batimentos cardíacos do feto sejam ouvidos.
Considerando
que a velocidade média das ondas no corpo humano (tecidos moles e líquido
amniótico) seja 1540m/s, calcule o comprimento de onda do ultrassom que incide
no coração fetal.
2. (UFRGS
2012) Circuitos elétricos provocam oscilações de elétrons em antenas emissoras
de estações de rádio. Esses elétrons acelerados emitem ondas de rádio que,
através de modulação controlada da amplitude ou da frequência, transportam
informações.
Qual é o
comprimento de onda das ondas emitidas pela estação de rádio da UFRGS, que
opera na frequência de 1000 kHz?
(Considere a
velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas na atmosférica igual a 3x108
m/s)
3. A faixa de
emissão de rádio em frequência modulada, no Brasil, vai de, aproximadamente, 88
MHz a 108 MHz. Calcule o maior e o menor comprimento de onda desta faixa de
frequências.
4.(UFRJ) Um brinquedo muito divertido é o telefone de latas. Ele é
feito com duas latas abertas e um barbante que tem suas extremidades presas às
bases das latas. Para utilizá-lo, é necessário que uma pessoa fale na “boca” de
uma das latas e uma outra pessoa ponha seu ouvido na “boca” da outra lata, mantendo
os fios esticados.
Como no caso
do telefone comum, também existe um comprimento de onda máximo em que o
telefone de latas transmite bem a onda sonora. Sabendo que para um certo
telefone de latas o comprimento de onda máximo é 50cm e que a velocidade do som
no ar é igual a 340m/s, calcule a frequência das ondas sonoras que são bem
transmitidas pelo telefone.
5.(FUVEST
SP) Em um ponto fixo
do espaço, o campo elétrico de uma radiação eletromagnética tem sempre a mesma
direção e oscila no tempo, como mostra o gráfico abaixo, que representa sua
projeção E nessa direção fixa; E é positivo ou negativo conforme o sentido do
campo.
Consultando a
tabela acima, que fornece os valores típicos de frequência f para diferentes
regiões do espectro eletromagnético, e analisando o gráfico de E em função do
tempo, calcule a frequência e diga que tipo de radiação é essa.
6.(UFBA) A maioria dos morcegos possui ecolocalização
— um sistema de orientação e localização que os humanos não possuem. Para
detectar a presença de presas ou de obstáculos, eles emitem ondas ultrassônicas
que, ao atingirem o obstáculo, retornam na forma de eco, percebido por eles. Assim
sendo, ao detectarem a direção do eco e o tempo que demora em retornar, os
morcegos conseguem localizar eventuais obstáculos ou presas. Um dispositivo
inspirado nessa estratégia é a trena sônica, a qual emite uma onda sonora que é
refletida por um obstáculo situado a uma distância que se deseja medir. Supondo
que uma trena emite uma onda ultrassônica com frequência igual a 22,0kHz e
comprimento de onda igual a 1,5cm, que essa onda é refletida em um obstáculo e
que o seu eco é detectado 0,4s após sua emissão, determine a distância do
obstáculo, considerando que as propriedades do ar não mudam durante a
propagação da onda e, portanto, a velocidade do som permanece constante.
7. Para pesquisar a profundidade do oceano numa
certa região, usa-se um sonar instalado num barco em repouso. O intervalo de
tempo decorrido entre a emissão do sinal (ultrasom de freqüência 75 kHz) e a
resposta do barco (eco) é de 1 s. Supondo o módulo de velocidade de propagação
do som na água igual a 1,5x103 m/s, qual é a profundidade do oceano, na região
considerada?
8. Qual é a freqüência de uma onda que se propaga em um
líquido, com velocidade de módulo 10 cm/s, sabendo-se que o seu comprimento de onda é 2 cm?
9. A corrente alternada das redes de eletricidade europeias
oscila com frequência de 50 ciclos por segundos. Calcule o período dessa
corrente.
10. Ondas sonoras propagam-se no ar com velocidade de módulo
igual a 3.3 10² m/s. Um som audível tem frequência de 5 kHz. Qual o comprimento
de onda desta onda?
11.O módulo da velocidade de uma onda eletromagnética no
vácuo é de 3x108 m/s e o módulo de sua velocidade no ar pode ser considerado o
mesmo. Uma emissora de rádio transmite com uma freqüência de 100MHz
(megahertz). Qual o valor aproximado do comprimento de onda, no ar, das ondas
emitidas?
12.Um raio tem
comprimento de onda igual a 1Å no vácuo. Qual é sua freqüência? (1Å=10-10m)
13. O comprimento de onda de uma luz monocromática, no
vácuo, é 5,5x103Å. Qual é a freqüência desta luz?
14. Um trem de ondas senoidais de freqüência 440Hz
propaga-se ao longo de uma corda tensa. Verifica-se que a menor distância que
separa dois pontos que estão em oposição de fase (vale e crista, por exemplo) é
40 cm. Nestas condições, qual será o módulo da velocidade de propagação da
onda?
15. Um objeto flutuando na água é atingido por 60 pulsos a
cada 30 s. Determine:
a) a sua freqüência em Hz;
b) o seu período em segundos.
16. Calcule o comprimento de onda de uma onda cuja
freqüência é 60 Hz e se propaga com velocidade de 3 m/s.
17. Calcule a velocidade de propagação de uma onda de
comprimento de onda igual a 2.10-9m e 1,5.1017Hz de frequência.
18. (Fuvest-SP) Ondas circulares propagam-se na superfície
de água de um grande tanque. Elas são produzidas por uma haste cuja extremidade
P, sempre encostada na água, executa movimento periódico vertical de freqüência
f=0,5s-1.
a) Quanto tempo gasta o ponto P para uma oscilação completa?
b) Se as cristas de duas ondas adjacentes distam entre si 2
cm, qual é a velocidade de propagação dessas ondas?
19. (UFPE) Diante de uma grande parede vertical, um garoto
bate palmas e recebe o eco um segundo depois. Se a velocidade do som no ar é
340 m/s, o garoto pode concluir que a parede está situada a uma distância
aproximada de quantos metros?
20. O ouvido humano é capaz de ouvir sons entre 20Hz e 20 K Hz,
aproximadamente. A velocidade do som no ar é aproximadamente 340 m/s. O som
mais grave que o ouvido humano é capaz de ouvir tem comprimento de ondas de
quantos metros?
21.MACK-A poucos meses, uma composição ferroviária francesa,
denominada TGV (train à grande-vitesse – trem de alta velocidade), estabeleceu
um novo recorde de velocidade para esse meio de transporte. Atingiu-se uma
velocidade próxima de 576 km/h. Esse valor também é muito próximo da metade da
velocidade de propagação do som no ar (VS). Considerando as informações, se um
determinado som, de comprimento de onda 1,25 m, se propaga com a velocidade VS,
sua freqüência é de quantos Hertz?
22. Um
rádio receptor opera em AM, que cobre a
faixa de frequência de 600 kHz a 1500 kHz. Lembrando que 1kHz = 1 x 10³ Hz e
sabendo -se que a velocidade de propagação das ondas de rádio é 3 x 108 m/s, qual
é o menor comprimento de onda que pode ser captado por este aparelho?
23. Um rádio receptor opera em FM, de 90 MHz a 120 MHz.
Lembrando que 1 MHz = 1 x 106 Hz e
sabendo -se que a velocidade de propagação das ondas de rádio é 3 x 108 m/s, qual
é o maior comprimento de onda que pode ser captado por este aparelho?
24. UFPI-
As cores de luz exibidas na queima de fogos de artifício dependem de certas
substâncias utilizadas na sua fabricação. Sabe-se que a frequência da luz
emitida pela combustão do níquel é 6,0 x 1014 Hz e que a velocidade da luz é 3
x 108 m/s. Com base nesses dados calcule o comprimento de onda da luz obtida na
queima de compostos de níquel.
25UFTM- As águas do mar, horizontalmente estáticas,
produzem ondas que fazem com que o flutuador que
sustenta o tubo oscile com freqüência de 30 r.p.m. Se a
largura de cada onda é de 3 m, a menor velocidade que
pode ser associada a um trem de pulsos produzidos em
uma corda, nas mesmas características do mar revolto,
tem velocidade, em m/s, de
A. ( ) 1,0. B. ( ) 1,5.