F2 A4 - Lista de Exemplos

Questões
Lista de Exercícios – Ondulatória
Questões Subjetivas
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1. (Conceitual)
Explique a diferença entre ondas mecânicas e eletromagnéticas. Dê dois exemplos para cada uma delas.
R: 
Ondas mecânicas: São aquelas que necessitam de um meio material para se propagar. Exemplo: ondas sonoras (se propagam no ar) e ondas em uma corda.
Ondas eletromagnéticas: Não necessitam de um meio material, podendo se propagar até no vácuo. Exemplo: luz visível e ondas de rádio.
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2. (Cálculo)
Uma onda em uma corda tem uma frequência de 5 Hz e um comprimento de onda de 3 metros. Determine a velocidade dessa onda.
Fórmula da velocidade de propagação das ondas:
v=λ⋅f
Onde:
v = velocidade da onda
λ = comprimento de onda (3 m)
f = frequência da onda (5 Hz)
Substituindo os valores:
v=3×5=15 m/s
Resposta: A velocidade da onda é 15 m/s.
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3. (Fenômenos Ondulatórios)
Defina e exemplifique os fenômenos da reflexão, refração e difração das ondas.
Reflexão: Ocorre quando uma onda atinge uma superfície e retorna ao meio original.
Exemplo: O eco, que acontece quando uma onda sonora reflete em uma superfície distante.
Refração: Mudança na direção e velocidade da onda ao passar de um meio para outro.
Exemplo: Uma colher parece quebrada quando mergulhada na água devido à refração da luz.
Difração: Capacidade das ondas de contornar obstáculos ou se espalhar após passar por fendas estreitas.
Exemplo: O som de uma música que se propaga mesmo quando há uma parede bloqueando a fonte sonora.
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4. (Propriedades do Som)
O som é uma onda mecânica longitudinal. Explique como ele se propaga nos diferentes meios (sólidos, líquidos e gasosos) e por que sua velocidade varia nesses meios.
Gases: O som se propaga mais lentamente porque as moléculas estão mais afastadas. No ar a 20°C, sua velocidade é de aproximadamente 340 m/s.
Líquidos: O som se propaga mais rápido do que nos gases, pois as moléculas estão mais próximas. Na água, a velocidade do som é cerca de 1.480 m/s.
Sólidos: O som se propaga ainda mais rápido porque as partículas estão muito próximas e interagem mais rapidamente. No ferro, por exemplo, a velocidade do som pode chegar a 5.960 m/s.
Conclusão: Quanto mais rígido e denso o meio, maior a velocidade do som.
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5. (Aplicação Prática)
O eco é um fenômeno resultante da reflexão do som. Suponha que uma pessoa grite em direção a uma montanha e ouça o eco 2 segundos depois. Sabendo que a velocidade do som no ar é de aproximadamente 340 m/s, calcule a distância entre a pessoa e a montanha.
Passo 1: Identificar os dados
Tempo total: 2 s (ida e volta do som)
Velocidade do som: 340 m/s
Fórmula da distância: 
d=v⋅t
Como o som percorre ida e volta, o tempo de ida é metade do tempo total: 
t=2/2=1 s
Passo 2: Aplicar na fórmula
d=340×1
d=340 metros
Resposta: A montanha está a 340 metros da pessoa.
Questões Objetivas
1
Classificação das Ondas - Múltipla Escolha
Uma onda sonora se propagando no ar pode ser classificada como: 
a) Mecânica e transversal. 
b) Mecânica e longitudinal. 
c) Eletromagnética e longitudinal. 
d) Eletromagnética e transversal. 
e) Eletromagnética e bidimensional. 
Resposta: b) Mecânica e longitudinal
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Equação Fundamental das Ondas - Cálculo
Uma onda possui comprimento de onda de 2 metros e se propaga a uma velocidade de 10 m/s. Qual é sua frequência? 
a) 5 Hz 
b) 10 Hz 
c) 2 Hz 
d) 20 Hz 
e) 4 Hz 
Resposta: a) 5 Hz (Usando ( v = λ · f ) → ( 10 = 2 · f ) → ( f = 5 ) Hz)
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Características do Som - Interpretação
Uma ambulância em alta velocidade emite um som que parece mais agudo quando se aproxima e mais grave quando se afasta. Esse efeito é explicado pelo fenômeno: 
a) Reflexão. 
b) Refração. 
c) Difração. 
d) Efeito Doppler. 
e) Ressonância. 
Resposta: d) Efeito Doppler
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Refração de Ondas - Aplicação
Ao mergulhar parte de um lápis em um copo com água, ele parece estar "quebrado". Esse fenômeno ocorre devido à: 
a) Reflexão da luz. 
b) Refração da luz. 
c) Difração da luz. 
d) Interferência da luz. 
e) Polarização da luz. 
Resposta: b) Refração da luz
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Propriedades do Som - Contextualização
O som se propaga com maior velocidade em: 
a) Gases, pois possuem menor densidade. 
b) Líquidos, pois possuem maior fluidez. 
c) Sólidos, pois possuem maior rigidez e densidade. 
d) O vácuo, pois não há resistência à propagação. 
e) Nenhuma das alternativas está correta. 
Resposta: c) Sólidos, pois possuem maior rigidez e densidade