Física - Livro 3-289-292

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Pode-se armar que, ao atingir a extremidade dessa
corda, o pulso se reete:
A se a extremidade for fixa e se extingue se a extre-
midade for livre.
b se a extremidade for livre e se extingue se a extre-
midade for fixa.
C com inversão de fase se a extremidade for livre
e com a mesma fase se a extremidade for fixa.
d com inversão de fase se a extremidade for fixa
e com a mesma fase se a extremidade for livre.
 com mesma fase, seja a extremidade livre ou fixa.
14 As figuras a seguir representam dois pulsos que se
propagam em duas cordas, (I) e (II). Uma das extremi-
dades da corda (I) é presa em um suporte fixo e uma
das extremidades da corda (II) é presa em um supor-
te livre. As formas dos pulsos refletidos em ambas as
cordas são, respectivamente:
I II
A
I II
b
I II
C
I II
d
I II
 não há reflexão na corda II.
15 Cescea Uma corda é composta de dois pedaços di-
ferentes, AB e BC, ambos do mesmo material, sendo
AB mais fino que BC. Um pulso é produzido em A e
dirige-se para B.
v
ABC
Imediatamente após atingir B, o aspecto das cordas
se assemelha mais à gura:
A
ABC
b
ABC
C
ABC
d
ABC

ABC
16 Cescea Um pulso, propagando-se em um meio, reflete-
-se em uma superfície refletora. A figura abaixo destaca
duas situações possíveis dos pulsos refletidos.
Pulso incidente Superfície
refletora
Pulso refletido A
Situação 1
Situação 2
Pulso refletido B
Qual das armações é verdadeira sobre os pulsos
reetidos?
A O pulso A é possível e B não, qualquer que seja a
superfície refletora.
b O pulso A não é possível e B sim, qualquer que seja
a superfície refletora.
C Ambos são possíveis, qualquer que seja a superfí-
cie refletora.
d Ou A ou B é possível dependendo da superfície
refletora.
 Nenhuma das afirmações anteriores.
17 Fuvest Um pulso transversal se propaga ao longo de
uma corda horizontal (A) que está ligada à outra (B)
por um de seus extremos. Verifica-se que quando um
pulso para cima, provocado em (A), chega à junção
das cordas ele é parcialmente refletido com inversão
de sentido, de modo que agora o pulso que percorre
(A) é para baixo. Na figura não se representa o pulso
transmitido à parte (B).
B
Pulso produzido em A
B A
A
Sendo vA e vB as velocidades dos pulsos, respectiva-
mente, em (A) e em (B) e sendo mA e mB as massas por
centímetro de comprimento de (A) e de (B), pode-se
armar que:
A vA > vB e mA > mB
b vA > vB e mA < mB
C vA < vB e mA > mB
d vA < vB e mA < mB
18 IFSul 2019 De acordo com a teoria ondulatória, analise
as afirmações abaixo.
I. A velocidade de onda emitida por uma fonte de-
pende do meio de propagação.
II. Uma onda é uma perturbação que sempre neces-
sita de um meio material para se propagar.
III. O som é uma onda de natureza eletromagnética.
Está(ão) correta(s) apenas a(s) armativa(s)
A I. b II. C III. d I e III.
FÍSICA Capítulo 12 Ondulatória290
A dualidade onda-partícula
Afinal de contas, qual é o comportamento da luz: ela se comporta
como onda ou como partícula?
Experimentos com fontes luminosas e interferência sugerem que a luz
consiste de ondas, mas a teoria da partícula, postulada pela primeira
vez pelos antigos filósofos atomistas gregos, não está morta.
Albert Einstein ressaltou, em 1905, que existem determinadas expe-
riências atômicas nas quais a luz se comporta não como uma onda,
mas como uma partícula. Nesses casos, ela chega em discretos fei-
xes portadores de quantidades fixas idênticas de energia, os quais
exercem pressão sobre o objeto que atingem e ocupam pequenos
espaços, mais semelhantes a pingos de chuva do que a ondulações
sobre a superfície de um lago.
Esse estado das coisas parece contraditório: pode-se provar que a
luz se comporta como onda ou, então, como partícula. As duas faces
parecem corretas. A saída para o dilema é radical: dar asas à imagi-
nação e aceitar os dois comportamentos simultaneamente. Somente
o mundo macroscópico apresenta fronteiras bem-definidas entre as
ondas e as partículas. No micromundo dos átomos, a distinção não é
bem definida, de modo que ambas as descrições devem ser aplicadas
ao mesmo objeto.
O inverso também se aplica: assim como a luz tem propriedades
semelhantes à das partículas, os átomos, e as partículas que os com
põem, apresentam comportamento semelhante ao de uma onda.
Experiências realizadas com os elétrons mostraram que eles sofrem
interferência exatamente como ondas. A história da Física no século
XX é em grande parte a elaboração experimental e teórica dessa
dualidade entre ondas e partículas.
Expressões newtonianas como “equação do movimento” e “me
cânica da partícula” foram substituídas pelos físicos nucleares por
expressões como “equação de onda”, “função de onda” e “mecâ-
nica ondulatória”.
A imagem das ondas provou ser um tema poderoso da física.
Das ondas em mar aberto às ondulações na superfície dos lagos,
ela alcança os reinos do som e da luz onde a prova é necessa
riamente indireta, mergulhando, então, no mundo subatômico,
onde se transforma em metáfora matemática, um modelo capaz
de viabilizar a constatação das previsões, mas sem o apelo e
sentido imediato das ondas no mundo da experiência cotidiana.
Texto complementare
y Onda é uma perturbação que pode se propagar tanto em meios
materiais como imateriais (vácuo), dependendo de sua natureza, trans-
portando energia e quantidade de movimento de um ponto a outro do
sistema, sem transportar matéria entre esses pontos.
y Ondas sonoras se propagam em sólidos, líquidos e gases. Não se
propagam no vácuo.
y Ondas luminosas se propagam em sólidos, líquidos, gases e no vácuo.
As ondas podem ser classificadas em:
Longitudinais – aquelas com sentido de vibração no mesmo sentido da
propagação. Ex.: propagação do som no ar.
Transversais – ondas com sentido de vibração perpendicular ao sentido
da propagação Ex : propagação de ondas nas cordas de um instrumento
musical.
Mistas – ondas que apresentam vibrações longitudinais e transversais.
Ex.: ondas nas superfícies dos líquidos.
Quanto à dimensão, as ondas podem ser unidimensionais, bidimensio-
nais e tridimensionais.
Quanto à natureza, as ondas podem ser:
Mecânicas quando são originadas por uma perturbação em um meio
elástico, o qual tende a restabelecer a deformação, transmitindo a pertur-
bação pelo meio. Ex.: ondas em cordas, em molas, na superfície da água
e ondas sonoras.
Eletromagnéticas ondas transversais originadas por cargas elétricas osci
lantes. Podem se propagar no vácuo e em meios materiais e são constituídas
por um campo elétrico e um campo magnético perpendiculares. Ex.: ondas de
rádio, TV, raios X, raios g, ondas luminosas.
Um pulso de onda propagando-se em uma corda flexível, sem perda de
energia, tem velocidade:
=
m
v
F
T
Resumindo
y Reflexão de pulsos
Extremidade fixa
(inversão de fase)
Extremidade livre
(mesma fase)
y Refração de pulsos
Pulso
incidente
(J)
(J)
(J)
(J)
Pulso
incidente
Pulso
refletido
v
1
v
1
v
2
v
2
v
1
v
1
μ
1
μ
2
μ
1
μ
2
Pulso
refletido
Pulso
refratado
Pulso
refratado
m
1
 < m
2
(J) junção
extremidade fixa
m
1
 > m
2
(J) junção
extremidade livre
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Quer saber mais?
Sites
y Construindo uma onda – onda transversal.
<www.ideiasnacaixa.com/laboratoriovirtual/ondulatoriaParte01.html>.
y Ondas sísmicas.
<www.moho.iag.usp.br>.
Exercícios complementares
1 Fuvest Qual dos seguintes tipos de onda não é onda
eletromagnética?
a Infravermelho.
b Radiação gama.
c Ondas luminosas.
d Ondas sonoras.
e Ondas de rádio.
2 UFRGS Das afirmações que se seguem:
I. A velocidade de propagação da luz é a mesma
em todos os meios.
II. As micro-ondas usadas em telecomunicações
para transportar sinais de TV e telefonia são on-
das eletromagnéticas.
III. Ondas eletromagnéticas são do tipo longitudinal.
Está(estão) correta(s):
a apenas I
b apenas II.
c apenas I e II.
d apenas II e III.
e I, II e III.
3 UFC Usando seus conhecimentos sobre ondas longi-tudinais e transversais, assinale a alternativa correta.
a Ondas longitudinais são aquelas para as quais as
vibrações ocorrem numa direção que é ortogonal à
direção de propagação da onda.
b Ondas transversais são aquelas para as quais as os-
cilações coincidem com a direção da propagação.
c Ondas luminosas e ondas de rádio são exemplos
de ondas longitudinais.
d Apenas ondas transversais podem ser polarizadas.
e Apenas ondas longitudinais se propagam no vácuo.
4 Unioeste As ondas eletromagnéticas são oscilações dos
campos elétrico e magnético e transportam energia.
Considere as armativas a seguir.
I. As telecomunicações nos dias atuais transferem
informações através de ondas originadas em
efeitos de indução eletromagnética. Tais ondas
podem ser transversais ou longitudinais.
II. Um forno de micro-ondas emprega ondas ele-
tromagnéticas longitudinais para o cozimento de
alimentos.
III A velocidade de qualquer onda eletromagnética
no vácuo tem o valor aproximado de 3,0 · 108 m/s.
IV. A luz solar incidente sobre a parte superior da
atmosfera terrestre vale 1 340 W/m
2
. Um coletor
solar, com área de 0,5 km
2
 e que fosse colocado
nessa região, receberia um máximo de 6,7 · 10
5
 J
durante um intervalo de tempo de 1,0 s.
Estão incorretas as proposições:
a I e II.
b I e III.
c I, II e III.
d IV.
e I, II e IV.
5 PUC-SP Uma partícula de um meio elástico, plano,
e ao longo do qual se propaga um trem de ondas
senoidais transversais de frequência constante, tem
movimento:
a retilíneo e uniforme na direção de propagação.
b retilíneo e uniforme com direção perpendicular à
de propagação.
c harmônico simples com direção perpendicular à de
propagação.
d harmônico simples na direção de propagação.
e harmônico simples com direção inclinada de 45°
em relação à de propagação.
6 EEAR 2018 No estudo de ondulatória, um dos fenôme
nos mais abordados é a reflexão de um pulso numa
corda Quando um pulso transversal propagando se
em uma corda devidamente tensionada encontra uma
extremidade fixa, o pulso retorna à mesma corda, em
sentido contrário e com
a inversão de fase.
b alteração no valor da frequência.
c alteração no valor do comprimento de onda.
d alteração no valor da velocidade de propagação.
FÍSICA Capítulo 12 Ondulatória292
7 Uma corda extensível tem comprimento l = 2,0 m e massa m = 0,050 kg. Submetendo-se a uma força tensora de
intensidade F = 5,0 N, seu comprimento é duplicado. Estica-se a corda entre dois pontos separados pela distância
l = 3,0 m. Calcule a velocidade de propagação de um abalo transversal na corda.
A 10 m/s
b 1,15 m/s
C 11,5 m/s
d 7,07 m/s
 n.d.a.
8 Fuvest A figura representa, nos instantes t = 0 e t = 2 s, as configurações de uma corda sob tensão constante, na qual
se propaga um pulso cuja forma não varia.
10 cm 10 cm 10 cm
0
0
t = 0
t = 2 s
A B
a) Qual é a velocidade de propagação do pulso?
) Indique, na figura, a direção e o sentido das velocidades dos pontos materiais A e B no instante t = 0.
9 Cesgranrio Um pulso com a forma representada propaga-se, no sentido indicado, ao longo de uma corda mantida sob
tensão.
Sentido de propagação do pulso
Corda
Pulso
Qual das guras propostas a seguir mostra corretamente os sentidos dos deslocamentos transversos (i. e., na direção
perpendicular à direção de propagação do pulso) das várias vertentes do pulso?
A
b
C
d

10 UFRJ Uma corda comprida e tensa está inicialmente ao longo de um eixo horizontal Ox e tem uma de suas extre
midades em x = 0. Num dado instante, tomado como t = 0, uma onda transversal é gerada na corda levando se
essa extremidade para cima até uma altura h conhecida e depois trazendo a de volta para a posição inicial. A par
tir desse momento, a extremidade permanece em repouso. A duração do movimento de subida da extremidade,
de valor conhecido Dt, é igual à duração do movimento de descida Por simplicidade, suponha que o movimento
da extremidade, tanto na subida quanto na descida, seja realizado com velocidade vertical e de módulo cons
tante, sendo desprezível o tempo gasto para inverter o movimento A figura mostra a configuração da corda no
instante t = 2Dt