Exercícios acústica 4

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Exercícios ondas – 4 
 
1. Uma forma alternativa de transmissão de energia elétrica a grandes distâncias (das 
unidades geradoras até os centros urbanos) consiste na utilização de linhas de 
transmissão de extensão aproximadamente igual a meio comprimento de onda da 
corrente alternada transmitida. Este comprimento de onda é muito próximo do 
comprimento de uma onda eletromagnética que viaja no ar com a mesma frequência 
da corrente alternada. 
Qual é o comprimento de onda de uma onda eletromagnética que viaja no ar com uma 
frequência igual a 60 Hz? A velocidade da luz no ar é c = 3 108 m/s. 
 
 
 
2. Vulcões submarinos são fontes de ondas acústicas que se propagam no mar com 
frequências baixas, da ordem de 7,0 Hz, e comprimentos de onda da ordem de 220 m. 
Utilizando esses valores, calcule a velocidade de propagação dessas ondas. 
 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
O Brasil prepara-se para construir e lançar um satélite geoestacionário que vai levar banda larga 
a todos os municípios do país. Além de comunicações estratégicas para as Forças Armadas, o 
satélite possibilitará o acesso à banda larga mais barata a todos os municípios brasileiros. O 
ministro da Ciência e Tecnologia está convidando a Índia – que tem experiência neste campo, já 
tendo lançado 70 satélites – a entrar na disputa internacional pelo projeto, que trará ganhos 
para o consumidor nas áreas de Internet e telefonia 3G. 
(Adaptado de: BERLINCK, D. Brasil vai construir satélite para levar banda larga para todo país. O Globo, Economia, 
mar. 2012. Disponível em: <http://oglobo.globo.com/economia/brasil-vaiconstruir-satelite-para-levar-banda-larga-
para-todo-pais-4439167>. Acesso em: 16 abr. 2012.) 
 
 
 
3. Suponha que as ondas geradas pelo satélite geoestacionário possuam uma frequência 
constante de 1,0 108 Hz e demorem 1,1 10-1 s para percorrer a distância de 3,3 107 m 
entre o emissor e uma antena receptora. 
 
Com relação às ondas emitidas, considere as afirmativas a seguir. 
 
I. Sua velocidade é de 3,0 108 m/s. 
II. Sua velocidade é diretamente proporcional ao seu comprimento de onda. 
III. Sua velocidade é inversamente proporcional à sua frequência. 
IV. Seu comprimento de onda é de 3,0 10-3 m. 
 
Assinale a alternativa correta. 
a) Somente as afirmativas I e II são corretas. 
b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. 
c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. 
d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. 
e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 
 
4. A figura a seguir representa um trecho de uma onda que se propaga com uma 
velocidade de 320 m/s. A amplitude e a frequência dessa onda são, respectivamente: 
 
 
 
 
 
 
 
a. 20 cm e 8,0 kHz 
b. 20 cm e 1,6 kHz 
c. 8 cm e 4,0 kHz 
d. 8 cm e 1,6 kHz 
e. 4 cm e 4,0 kHz 
 
 
 
5. Em um dia de chuva muito forte, constatou-se uma goteira sobre o centro de uma 
piscina coberta, formando um padrão de ondas circulares. Nessa situação, observou-se 
que caíam duas gotas a cada segundo. A distância entre duas cristas consecutivas era de 
25cm e cada uma delas se aproximava da borda da piscina com velocidade de 1,0 m/s. 
Após algum tempo a chuva diminuiu e a goteira passou a cair uma vez por segundo. Com 
a diminuição da chuva, a distância entre as cristas e a velocidade de propagação da onda 
se tornaram, respectivamente, 
 
a. maior que 25 cm e maior que 1,0 m/s. 
b. maior que 25 cm e igual a 1,0 m/s. 
c. menor que 25 cm e menor que 1,0 m/s. 
d. menor que 25 cm e igual a 1,0 m/s. 
e. igual a 25 cm e igual a 1,0 m/s. 
 
 
 
6. A luz visível é uma onda eletromagnética, que na natureza pode ser produzida de 
diversas maneiras. Uma delas é a bioluminescência, um fenômeno químico que ocorre 
no organismo de alguns seres vivos, como algumas espécies de peixes e alguns insetos, 
onde um pigmento chamado luciferina, em contato com o oxigênio e com uma enzima 
chamada luciferase, produz luzes de várias cores, como verde, amarela e vermelha. Isso 
é o que permite ao vaga-lume macho avisar, para a fêmea, que está chegando, e à fêmea 
indicar onde está, além de servir de 
instrumento de defesa ou de 
atração para presas. 
 
 
As luzes verde, amarela e vermelha são 
consideradas ondas eletromagnéticas que, 
no vácuo, têm: 
 
a. os mesmos comprimentos de onda, diferentes frequências e diferentes velocidades de 
propagação. 
b. diferentes comprimentos de onda, diferentes frequências e diferentes velocidades de 
propagação. 
c. diferentes comprimentos de onda, diferentes frequências e iguais velocidades de 
propagação. 
d. os mesmos comprimentos de onda, as mesmas frequências e iguais velocidades de 
propagação. 
e. diferentes comprimentos de onda, as mesmas frequências e diferentes velocidades de 
propagação. 
 
 
 
7. A poluição sonora nas grandes cidades é tão intensa e constante que nem mais a 
percebemos, pois já nos habituamos. São motores de veículos, buzinas, sirenes, 
máquinas, todas fontes sonoras produzindo sons que vão do grave ao agudo. Com 
respeito aos sons agudos, podemos dizer que correspondem a sons de frequências: 
 
a. altas e de grandes comprimentos de onda. 
b. altas e de pequenos comprimentos de onda. 
c. baixas e de pequenos comprimentos de onda. 
d. baixas e de grandes velocidades de propagação. 
e. baixas e de pequenas velocidades de propagação. 
 
 
 
8. Na figura abaixo, mostra-se uma onda mecânica se propagando em um elástico 
submetido a uma certa tensão, na horizontal. A frequência da onda é f = 740 Hz. Calcule 
a velocidade de propagação da onda, em m/s. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. A sirene de uma fábrica produz sons com frequência igual a 2640 Hz. Determine o 
comprimento de onda do som produzido pela sirene em um dia cuja velocidade de 
propagação das ondas sonoras no ar seja igual a 1188 km/h. 
 
 
 
 
 
 
10. 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 50 cm e que a 
velocidade do som no ar é igual a 340 m/s, calcule a frequência mínima das ondas sonoras que 
são bem transmitidas pelo telefone. 
 
 
 
11. 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 
22,0 kHz e comprimento de onda igual a 1,5 cm, que essa onda é refletida em um 
obstáculo e que o seu eco é detectado 0,4 s 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. 
 
 
 
12. Sonares são dispositivos frequentemente usados na indústria naval. Os navios possuem 
sonares para detectar obstáculos no fundo do mar, detectar cardumes etc. Um 
determinado sonar de um navio produz ondas sonoras progressivas, com comprimento 
de onda de 2,0 m e frequência 200 Hz. Nesse caso, um obstáculo a 80 m do sonar será 
detectado pelo navio em um intervalo de tempo de: 
a. 0,4s 
b. 1,0s 
c. 1,2s 
d. 1,6s 
e. 2,0s 
 
 
 
 
13. Veja esse quadro. Nele, o artista mostra os efeitos dos golpesintermitentes do vento 
sobre um trigal. 
 
Admitindo que a distância entre as duas árvores seja 
de 120 m e, supondo que a frequência dos golpes de 
ar e consequentemente do trigo balançando seja de 
0,50 Hz, a velocidade do vento na ocasião retratada 
pela pintura é, em m/s, 
 
a. 2,0. 
b. 3,0. 
c. 5,0. 
d. 12. 15. 
 
 
 
14. Sobre o estudo do Movimento Ondulatório, analise as afirmativas abaixo. 
I. A velocidade da onda depende do meio de propagação. 
II. Se aumentarmos a frequência com que vibra uma fonte de ondas em um determinado meio, 
o comprimento de onda diminui. 
III. A frequência da onda varia quando ela muda de meio. 
IV. O comprimento de onda é a distância percorrida no tempo de um período. 
 
Assinale a alternativa correta. 
a. Apenas III e IV estão corretas. 
b. Apenas II e IV estão corretas. 
c. Apenas I, II e IV estão corretas. 
d. Apenas I, II e III estão corretas. 
e. Todas estão corretas. 
 
 
 
15. O fone de ouvido tem se tornado cada vez mais um acessório indispensável para os 
adolescentes que curtem suas músicas em todos os ambientes e horários. Antes do 
advento do iPod e outros congêneres, para ouvir as músicas da parada de sucessos, os 
jovens tinham que carregar seu radinho portátil sintonizado em FM (frequência 
modulada). Observando o painel de um desses rádios, calcule a razão aproximada entre 
o maior e o menor comprimento de onda para a faixa de valores correspondentes a FM. 
 
a. 0,81 
b. 0,29 
c. 1,65 
d. 0,36 
e. 1,23 
 
 
 
 
16. Fornos de micro-ondas usam ondas de rádio de comprimento de onda 
aproximadamente 12 cm para aquecer os alimentos. Considerando a velocidade da luz 
igual a 300 000 km/s a frequência das ondas utilizadas é 
a. 360 Hz. 
b. 250 kHz. 
c. 3,6 MHz. 
d. 2,5 GHz. 
 
 
17. O primeiro forno de micro-ondas foi patenteado no início da década de 1950 nos 
Estados Unidos pelo engenheiro eletrônico Percy Spence. Fornos de micro-ondas mais 
práticos e eficientes foram desenvolvidos nos anos 1970 e a partir daí ganharam grande 
popularidade, sendo amplamente utilizados em residências e no comércio. Em geral, a 
frequência das ondas eletromagnéticas geradas em um forno de micro-ondas é de 2450 
MHz. Em relação à Física de um forno de micro-ondas, considere as seguintes 
afirmativas: 
1. Um forno de micro-ondas transmite calor para assar e esquentar alimentos sólidos e líquidos. 
2. O comprimento de onda dessas ondas é de aproximadamente 12,2 cm. 
3. As ondas eletromagnéticas geradas ficam confinadas no interior do aparelho, pois sofrem 
reflexões nas paredes metálicas do forno e na grade metálica que recobre o vidro da porta. 
 
Assinale a alternativa correta. 
a. Somente a afirmativa 1 é verdadeira. 
b. Somente a afirmativa 2 é verdadeira. 
c. Somente a afirmativa 3 é verdadeira. 
d. Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. 
e. Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. 
 
 
 
18. Em um meio A, uma fonte sonora emite ondas de frequência constante f, período T, 
velocidade v e comprimento de onda λ. Em um meio B, essas ondas sofrem um aumento 
em sua velocidade de propagação e seus valores de f, T e λ, respectivamente, 
a. aumenta, diminui e aumenta. 
b. diminui, permanece constante e diminui. 
c. permanece constante, aumenta e diminui. 
d. permanece constante, permanece constante e aumenta. 
 
 
 
19. Uma criança está brincando com um xilofone ao lado de uma piscina. Num dado 
instante, com uma baqueta, ela bate em uma das varetas metálicas do instrumento 
musical, produzindo, assim, uma nota musical de frequência 160 Hz. Considerando que 
a velocidade do som é de 340 m/s no ar e de 1450 m/s na água, determine: 
a. o comprimento de onda desse som no ar; 
b. a frequência desse som ao atingir o ouvido do pai da criança, que está totalmente 
submerso na piscina; 
c. o comprimento de onda desse som na água. 
20. 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. 
 
 
 
21. Certa onda mecânica se propaga em um meio material com velocidade v = 340 m/s. 
Considerando-se a ilustração abaixo como a melhor representação gráfica dessa onda, 
determina-se que a sua frequência é 
 
a. 1,00 kHz 
b. 1,11 kHz 
c. 2,00 kHz 
d. 2,22 kHz 
e. 4,00 kHz 
 
 
 
 
22. A figura a seguir ilustra uma onda mecânica que se propaga em um certo meio, com 
frequência 10 Hz 
 
 
 
 
 
 
 
 
A velocidade de propagação dessa onda é 
a. 0,40 m/s 
b. 0,60 m/s 
c. 4,0 m/s 
d. 6,0 m/s 
e. 8,0 m/s 
 
 
 
 
 
 
23. O som se propaga no ar com velocidade de 340 m/s, e na água, com velocidade de 1500 
m/s. Se um som de frequência 256 Hz é emitido sob a água, ao passar para o ar, 
a. sua frequência permanece a mesma e o seu comprimento de onda será menor. 
b. sua frequência será maior e o seu comprimento de onda permanecerá o mesmo. 
c. sua frequência será menor e o seu comprimento de onda será maior. 
d. sua frequência e seu comprimento de onda não se alteram. 
 
 
 
24. Antenas de transmissão e recepção de ondas eletromagnéticas operam eficientemente 
quando têm um comprimento igual à metade do comprimento de onda da onda 
transmitida ou recebida. Usando esse fato e o valor c = 3,0 × 108 m/s para a velocidade 
da luz, calcule o valor que deve ter o comprimento da antena de um telefone celular 
que opera eficientemente com ondas de frequência igual a 1,5 × 109 Hz. 
 
 
 
25. Uma onda transversal de frequência 1 Hz se desloca em uma corda, conforme diagrama 
a seguir. É CORRETO afirmar que sua velocidade de deslocamento é: 
 
 
a. 4m/s 
b. 0,5m/s 
c. 5m/s 
d. πm/s