Prévia do material em texto
Ondas Estacionárias FÍ SI C A 49Bernoulli Sistema de Ensino 06. (UEL-PR) Após ter afinado seu violão utilizando um diapasão de 440 Hz, um músico notou que o quarto harmônico da corda Lá do instrumento emitia um som com a mesma frequência do diapasão. Com base na observação do músico e nos conhecimentos de ondulatória, considere as afirmativas a seguir: I. O comprimento de onda da onda estacionária formada na corda, no quarto harmônico, é igual à metade do comprimento da corda. II. A altura da onda sonora emitida no quarto harmônico da corda Lá é diferente da altura da onda emitida pelo diapasão. III. A frequência do primeiro harmônico da corda Lá do violão é 110 Hz. IV. O quarto harmônico da corda corresponde a uma onda estacionária que possui 5 nós. Assinale a alternativa correta. A) Somente as afirmativas I e II são corretas. B) Somente as afirmativas II 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 I, III e IV são corretas. 07. (FUVEST-SP) Um músico sopra a extremidade aberta de um tubo de 25 cm de comprimento, fechado na outra extremidade, emitindo um som na frequência f = 1 700 Hz. A velocidade do som no ar, nas condições do experimento, é v = 340 m/s. Dos diagramas a seguir, aquele que melhor representa a amplitude de deslocamento da onda sonora estacionária, excitada no tubo pelo sopro do músico, é 25 cm 20 15 10 5 0 A) B) C) D) E) 08. (UFRGS-RS–2016) A figura a seguir representa uma onda estacionária produzida em uma corda de comprimento L = 50 cm. L Sabendo que o módulo da velocidade de propagação de ondas nessa corda é 40 m/s, a frequência da onda é de A) 40 Hz. B) 60 Hz. C) 80 Hz. D) 100 Hz. E) 120 Hz. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 01. (UECE–2015) Uma corda de violão vibra de modo que, num dado instante, a onda estacionária tenha duas cristas e três nós. Considere que o comprimento da corda vibrante seja 60 cm. Nessa situação, é correto afirmar que o comprimento de onda desta onda estacionária na corda é, em cm, A) 20. B) 60. C) 180. D) 30. 02. (UFSCar-SP) A figura representa uma configuração de ondas estacionárias numa corda. A N N N N VVV B A extremidade A está presa a um oscilador que vibra com pequena amplitude. A extremidade B é fixa e a tração na corda é constante. Na situação da figura, em que aparecem três ventres (V) e quatro nós (N), a frequência do oscilador é 360 Hz. Aumentando-se gradativamente a frequência do oscilador, observa-se que essa configuração se desfaz até aparecer, em seguida, uma nova configuração de ondas estacionárias, formada por A) quatro nós e quatro ventres, quando a frequência atingir 400 Hz. B) quatro nós e cinco ventres, quando a frequência atingir 440 Hz. C) cinco nós e quatro ventres, quando a frequência atingir 480 Hz. D) cinco nós e cinco ventres, quando a frequência atingir 540 Hz. E) seis nós e oito ventres, quando a frequência atingir 720 Hz. 03. (ACAFE-SC–2015) Um professor de Física, querendo ensinar ondas estacionárias aos seus alunos, construiu um experimento com duas cordas, como mostra a figura. Pressionou a corda 1 a 80 cm do ponto fixo e, tocando na corda, criou o primeiro harmônico de uma onda estacionária. Sabendo que a frequência conseguida na corda 1 é 440 Hz, e que a velocidade da onda na corda 2 é o dobro da velocidade da onda na corda 1, determine a posição que alguém deverá pressionar a corda 2 para conseguir o primeiro harmônico de uma onda estacionária com o dobro da frequência conseguida na corda 1. Corda 1 Corda 2 A B C D 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 E A alternativa correta é: A) C B) A C) B D) D https://youtu.be/SyVBrRqOMoI https://youtu.be/8NXBj_ukpbY https://youtu.be/heKfuL2claM https://youtu.be/_p6b1-wfTTk Frente B Módulo 17 50 Coleção 6V 04. (UFPB) A superposição de ondas incidentes e refletidas com mesmas amplitudes dá origem a uma figura de interferência denominada onda estacionária. Nesse sentido, considere uma situação em que uma corda tem uma das suas extremidades fixa a uma parede e a outra extremidade, conectada a um oscilador (fonte de vibração) que vibra com uma frequência de 80 Hz. A distância entre o vibrador e a parede é de 8 m. Sabendo que as velocidades de propagação das ondas na corda são de 320 m/s, a onda estacionária na corda está melhor representada na figura: A) B) C) D) E) 05. (EFOMM-RJ–2016) Um diapasão com frequência natural de 400 Hz é percutido na proximidade da borda de uma proveta graduada, perfeitamente cilíndrica, inicialmente cheia de água, mas que está sendo vagarosamente esvaziada por meio de uma pequena torneira na sua parte inferior. Observa-se que o volume do som do diapasão torna-se mais alto pela primeira vez quando a coluna de ar formada acima d’água atinge uma certa altura h. O valor de h, em centímetros, vale Dado: velocidade do som no ar vSom = 320 m/s. A) 45. B) 36. C) 28. D) 20. E) 18. 06. (UPE) Uma das extremidades de um fio de comprimento 3,0 m é presa a um diapasão elétrico; a outra passa por uma roldana e sustenta um peso de 3,6 N que mantém o fio esticado. Fazendo o diapasão vibrar com uma frequência constante de 300 Hz, o fio apresenta uma configuração com três ventres, como pode ser observado na figura a seguir: Porta-pesos Diapasão A ordem de grandeza da densidade linear desse fio, em kg/m, vale: A) 10–4 B) 103 C) 10–5 D) 10–2 E) 10–1 07. (UERN–2015) Uma pessoa, ao soprar na extremidade aberta de um tubo fechado, obteve o som do primeiro harmônico cuja frequência é 375 Hz. Se o som no local se propaga com velocidade de 330 m/s, então o comprimento desse tubo é de A) 20 cm. B) 22 cm. C) 24 cm. D) 26 cm. 08. (UNIRIO-RJ) 1 m Um tubo sonoro, como o da figura anterior, emite um som que se propaga no ar com velocidade de módulo 340 m/s. Pode-se afirmar que o comprimento de onda e a frequência da onda sonora emitida são, respectivamente, A) 0,75 m e 340 Hz. B) 0,80 m e 425 Hz. C) 1,00 m e 230 Hz. D) 1,50 m e 455 Hz. E) 2,02 m e 230 Hz. 09. (UDESC–2015) Dois tubos sonoros de mesmo comprimento se diferem pela seguinte característica: o primeiro é aberto nas duas extremidades e o segundo é fechado em uma das extremidades. Considerando que a temperatura ambiente seja de 20 °C e a velocidade do som igual a 344 m/s, assinale a alternativa que representa a razão entre a frequência fundamental do primeiro tubo e a do segundo tubo. A) 2,0 B) 1,0 C) 8,0 D) 0,50 E) 0,25 10. (Unesp–2016) Um experimento foi feito com a finalidade de determinar a frequência de vibração de um diapasão. Um tubo cilíndrico aberto em suas duas extremidades foi parcialmente imerso em um recipiente com água e o diapasão vibrando foi colocado próximo ao topo desse tubo, conforme a figura 1. O comprimento L da coluna de ar dentro do tubo foi ajustado movendo-o verticalmente. https://youtu.be/DhLFGT0-JQo https://youtu.be/7_dgt3-NCnk https://youtu.be/upLIvwn02Pw https://youtu.be/eCIRKpIyVMc https://youtu.be/z9-11sVdAjM