Exercícios de vestibulares com resoluções comentadas sobre Reflexão e Refração de ondas

Exercícios de vestibulares com resoluções comentadas sobre

Reflexão e Refração de ondas

 01-(UNIFESP-SP) A figura representa um pulso se propagando em uma corda.

Pode-se afirmar que, ao atingir a extremidade dessa corda, o pulso se reflete

a) se a extremidade for fixa e se extingue se a extremidade for livre.

b) se a extremidade for livre e se extingue se a extremidade 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.

e) com mesma fase, seja a extremidade livre ou fixa.

 

02-FGV-SP) A figura mostra um pulso que se aproxima de uma parede rígida onde está fixada a corda. Supondo que a superfície reflita perfeitamente o pulso, deve-se esperar que no retorno, após uma reflexão, o pulso assuma a  configuração indicada em

 

03-(UFC-CE) A figura mostra duas fotografias de um mesmo pulso que se propaga em uma corda de 15m de comprimento e densidade linear uniforme, tensionada ao longo da direção x. As fotografias foram tiradas em dois instantes de tempo, separados de 1,5s. Durante esse intervalo de tempo o pulso sofreu uma reflexão na extremidade da corda que está fixa na parede P.

Observando as fotografias, verificamos que a velocidade de propagação do pulso na corda, suposta constante é:

04-(UFOP-MG) A figura mostra, num determinado instante, um pulso simétrico propagando-se para a direita, ao longo de uma corda tensa, comprida e fixa em P. Dois pontos A e B, simétricos em relação ao ponto médio do pulso, são mostrados na figura.

a) Represente os vetores velocidade dos pontos A e B no instante considerado.

b) Desenhe o pulso após sua reflexão considerando a corda fixa em P.

c) Considere outros dois pontos em relação ao ponto médio do pulso refletido e represente, como no item a, seus vetores velocidade.

05-(UFF-RJ) A figura representa a propagação de dois pulsos em cordas idênticas.e homogêneas. A extremidade esquerda da corda, na situação I, está fixa na parede.e, na situação II, está livre para deslizar, com atrito desprezível, ao longo de uma haste.

Identifique a opção em estão mais bem representados os pulsos refletidos nas situações I e II.

 

06-(UCS-BA) O esquema representa um pulso que se propaga numa mola de extremidade fixa. A seta indica o sentido de propagação.

Dentre os esquemas a seguir, o que corresponde ao pulso refletido é:

 

07-(FATEC-SP) Um pulso reto P propaga-se na superfície da água em direção a um obstáculo M rígido, onde se reflete. O pulso e o obstáculo estão representados na figura. A seta indica o sentido de propagação de P.

Assinale a alternativa contendo a figura que melhor representa P depois de sua reflexão em M.

08-(FUVEST-SP) Uma onda sonora em repouso no ponto A da figura emite, num gás, ondas

esféricas de freqüência 50Hz e comprimento de onda 6,0m, que se refletem em uma parede rígida. Considere o ponto B da figura e as ondas que se propagam entre A e B diretamente (sem reflexão) e refletindo-se na parede.

Pede-se:

a) a velocidade de propagação dessas ondas;

b) a diferença entre os tempos de propagação das duas ondas entre A e B;

c) esboce as ondas refletidas.

 

09-(FATEC-SP) A figura representa as cristas de uma onda propagando-se na superfície da água em direção a uma barreira.

È correto afirmar que, após a reflexão na barreira,

a) a freqüência das ondas aumenta     

b) a velocidade  da onda diminui     

c) o comprimento da onda aumenta

d) o ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência     

e) o ângulo de reflexão é menor que o ângulo de incidência

 

10-(UFB) Nas figuras I, II, III e IV, estão representas as frentes de ondas retas (planas) que incidem em anteparos. Os sentidos de propagação estão representados pelas setas. Esboce, em cada caso, as frentes de onda após a reflexão.

 

11-(UFB) A figura representa as cristas de ondas circulares (esféricas) cuja fonte F que as produz tem freqüência de 30Hz.

Pede-se para essas ondas:

a) A velocidade de propagação das ondas incidentes.

b) A velocidade de propagação das ondas refletidas.

c) A freqüência das ondas refletidas.

d) O comprimento de onda das ondas refletidas.

e) Esboce as ondas refletidas.

 

12-(PUCC-SP) Na superfície da água parada de um tanque quadrado de 30cm de lado, provoca-se no centro do mesmo uma onda que se propaga com frentes de onda circulares,com freqüência de 5Hz e velocidade de 8cm/s. Represente a configuração da frente de onda, depois de 2s de sua geração.

a) Represente a configuração da frente de onda, depois de 2s de sua geração.

b) As ondas, ao se refletirem na parede do tanque retornam com, ou sem inversão de fase? Justifique

 

13-(UFB) As frentes de ondas sucessivas  emitidas por uma fonte F, possuem velocidade de 10m/s, incidem no anteparo A da figura, onde está representado o raio de onda incidente, e são refletidas.

a) Determine o comprimento de onda das ondas refletidas.

b) Qual é a freqüência das ondas refletidas?

c) Represente numa figura, o raio de onda refletido, os ângulos de incidência e de reflexão e as frentes de ondas refletidas.

 

14-(FUVEST-SP) Um canal de navegação de 4,0m de largura tem suas comportas semi-abertas, como está indicado na figura. Ondas planas propagam-se na superfície da água do canal com velocidade igual a 2,0m/s. Considere uma crista AB, na posição indicada na figura, no instante t=0.

Esboce a configuração dessa crista depois de decorridos 1,5s, indicando a distância, em metros, entre seus extremos A’B’ nessa configuração (despreze efeitos da difração).

 

 15-(Mackenzie-SP) A figura mostra uma onda transversal periódica, que se propaga com velocidade v₁ = 8 m/s em uma corda AB, cuja densidade linear é µ₁. Esta corda está ligada a uma outra BC, cuja densidade é m₂, sendo que a velocidade de propagação da onda nesta segunda corda é v₂ = 10 m/s.
O comprimento de onda quando a onda se propaga na corda BC é igual a:

a) 7m

b) 6m

c) 5m

d) 4m

e) 3m

 

16-(UFV-MG) A figura mostra uma onda transversal periódica, que se propaga com velocidade V₁=12m/s, numa corda AB de comprimento 1,5m, cuja densidade linear é m₁. Essa corda está ligada a uma outra, BC, cuja densidade linear é m₂, sendo a velocidade de propagação da onda V₂=8m/s. Calcule:

a) O comprimento da onda quando se propaga na corda BC.

b) A freqüência da onda.

 

17-(UFU-MG) Sabe-se que a velocidade V de propagação de uma onda em uma corda é dada por V=F/µ, em que F é a tensão na corda e µ, a densidade linear de massa da corda (massa por unidade de comprimento).

Uma corda grossa tem uma de suas extremidades unidas à extremidade de uma corda fina. A outra extremidade da corda está amarrada a uma árvore. Clara segura a extremidade livre da corda grossa.

Fazendo oscilar a extremidade da corda quatro vezes por segundo, Clara produz uma onda que se propaga em direção à corda fina. Na sua brincadeira, ela mantém constante a tensão na corda. A densidade linear da corda grossa é quatro vezes maior que a da corda fina. Considere que as duas cordas são muito longas.

Com base nessas informações:

a) determine a razão entre as freqüências das ondas nas duas cordas e justifique sua resposta;

b) determine a razão entre os comprimentos de onda das ondas nas duas cordas.

 

18- (Mackenzie-SP) Com relação ao movimento ondulatório, podemos afirmar que:

a) a velocidade de propagação da onda não depende do meio de propagação.
b) a onda mecânica, ao se propagar, carrega consigo as partículas do meio.
c) o comprimento de onda não se altera quando a onda muda de meio.
d) a freqüência da onda não se altera quando a onda muda de meio.
e) as ondas eletromagnéticas somente se propagam no vácuo.

 

19-(UFB) Considere as duas cordas 1 e 2 (figura I), de densidades lineares diferentes e  ponto A é a junção dessas duas cordas.

Um pulso incidente é gerado em uma delas e, ao atingir A, gera outros dois, cujo perfil das ondas é mostrado na figura II, 2s após o pulso incidente ter atingido A.

Pede-se:

a) Copie a figura I, esboce o pulso e justifique sua resposta.

b) Calcule a intensidade da força de tração T nas duas cordas sabendo que a densidade linear de massa da corda 1 é µ₁=0,1g/cm.

c) Calcule a densidade linear de massa da corda 2.

 

20- (UFF-RJ) Uma onda se propaga no meio 1, não dispersivo, com velocidade v₁, freqüência f₁, e comprimento de onda λ₁. Ao penetrar no meio 2, sua velocidade de propagação v₂ é três vezes maior que v₁, sua freqüência é f₂ e seu comprimento de onda é λ₂
Logo, conclui-se que:

a) ₂ = ₁/3 e f₂ =f₁.
b) ₂ = ₁ e f₂ = 3f₁.
c) ₂ = ₁ e f₂ = f₁

d) ₂ = 3 ₁ e f₂ = f₁.
e) ₂ = ₁ e f₂ = f₁/3

 

21-(UNESP-SP) A figura representa uma onda periódica I que atinge a superfície de separação S entre dois meios. Representa também outros dois trens de ondas, X e Y, a serem identificados, e a linha pontilhada representa a normal à superfície de separação S.

Os dois trens de ondas X e Y correspondem, respectivamente, a ondas:

a) refletida e refratada    

b) refletida e difratada     

c) refratada e refletida    

d) difratada e refratada   

e) refletida e polarizada

 

22- (Unirio-RJ) Um vibrador produz ondas planas na superfície de um líquido com freqüência f = 10 Hz e comprimento de onda l= 28 cm. Ao passarem do meio I para o meio II, como mostra a figura, foi verificada uma mudança na direção de propagação das ondas.

Dados: sen30° = cos60° = 0,5 sen60° = cos30° =  sen60° = cos30° =  sen45° = cos45° = e considere = 1,4

No meio II os valores da freqüência e do comprimento de onda serão, respectivamente, iguais a:

a)10 Hz; 14 cm.
b) 10 Hz; 20 cm.
c) 10 Hz; 25 cm.
d) 15 Hz; 14 cm.
e) 15 Hz; 25 cm.

 

23- (UFG) Um feixe estreito de luz monocromática, propagando-se inicialmente no ar, penetra em um meio transparente, formando ângulos de 60° e 30° com a normal, como ilustrado na figura a seguir.

Dados:

Índice de refração do ar = 1,00

Velocidade da luz no vácuo e no ar = 3 × 10⁸ m/s

Comprimento de onda da luz no ar = 633 nm

Calcule o comprimento de onda da luz no novo meio.

 

24-(UFC) A figura a seguir mostra frentes de onda passando de um meio 1 para um meio 2. A velocidade da onda no meio 1 é V₁= 200,0 m/s, e a distância entre duas frentes de ondas consecutivas é de 4,0 m no meio 1.

Considere senθ₁= 0,8  e  senθ₂ = 0,5 e determine:

a) os valores das freqüências f₁, no meio 1, e f₂ no meio 2.

b) a velocidade da onda no meio 2.

c) a distância d entre duas frentes de ondas consecutivas no meio 2.

d) o índice de refração n₂ do meio 2.

 

25-(UFF-RJ) Sabe-se que a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética depende do meio em que a mesma se propaga. Assim sendo, pode-se afirmar que uma onda eletromagnética na região do visível, ao mudar de um meio para outro:

a) tem a velocidade de propagação alterada, bem como a sua freqüência.

b) tem a sua cor alterada, permanecendo com a mesma freqüência.

c) tem a velocidade de propagação alterada, bem como a freqüência e o comprimento de onda.

d) tem a velocidade de propagação alterada, bem como o seu comprimento de onda.

e) tem a sua cor inalterada, permanecendo com o mesmo comprimento de onda.

 

26-(UFMG-MG) Quando uma onda sonora incide na superfície de um lago, uma parte dela é refletida e a outra é transmitida para a água. Sejam f_i a freqüência da onda incidente, f_r a freqüência da onda refletida e f_t a freqüência da onda transmitida para a água.

Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que

a) f_r = f _i e f_t > f _i .

b) f_r < f _i e f_t > f _i .

c) f_r = f _i e f_t = f _i .

d) f_r < f _i e f_t = f _i .

 

27-(PUC-PR) Na figura a seguir é mostrada uma piscina que possui uma metade mais funda que a outra. Um trem de frentes de ondas planas propaga-se da parte rasa (esquerda) para a parte mais funda (direita).

Observe a figura e analise as afirmativas a seguir.

I. A velocidade da onda é maior na metade mais funda da piscina;

II. A freqüência da onda é a mesma nas duas metades da piscina;

III. A figura ilustra o fenômeno ondulatório denominado difração;

IV. A onda sofre uma inversão de fase ao passar para a metade mais profunda;

Marque a alternativa correta:

a) I e II.

b) Apenas I.

c) I, II e III.

d) II e IV.

e) I, II e IV.

 

28-(UFR-RJ) A figura mostra frentes de uma onda, correspondendo a máximos sucessivos, passando de um certo meio 1 para um certo meio 2. A distância entre os máximos sucessivos no meio 1 é de 2,0 cm. No meio 1, esta distância é percorrida pelas frentes de onda em 0,5 s.

Calcule:

a) A freqüência da onda.

b) A velocidade da onda no meio 2.

 

29-(UFBA) A figura mostra, esquematicamente, as frentes de ondas planas, geradas em uma cuba de ondas, em que duas regiões, nas quais a água tem profundidades diferentes, são separadas pela superfície imaginária S. As ondas são geradas na região I, com freqüência de 4Hz, e se deslocam em direção à região II. Os valores medidos, no experimento, para distâncias entre duas cristas consecutivas nas regiões I e II valem, respectivamente, 1,25cm e 2,00cm.

Com base nessas informações e na análise da figura, dê a soma dos números das afirmativas corretas:

(01) O experimento ilustra  o fenômeno da difração de ondas.

(02) A freqüência da onda na região II vale 4Hz.

(04) O comprimento de onda, nas regiões I e II,  valem, respectivamente, 2,30cm e 4,00cm.

(08) A velocidade da onda, na região II, é maior do que na região I.

(16) Seria correto esperar-se que o comprimento de onda fosse menor nas duas regiões, caso a onda gerada tivesse freqüência maior do que 4Hz.

 

30- (UNB-DF) Considere a situação em que uma onda se propaga do meio I para o meio II, sendo que q velocidade de propagação V₁  é maior que a velocidade de propagação V₂, no meio II. Representando por fo a freqüência da fonte e por λ₁ e λ₂ os comprimentos de onda nos meios I e II, respectivamente, julgue os itens abaixo:

(01) Como V_I>V_II, então λ₁ > λ_II.

(02) A freqüência f_o é a mesma para ambos os meios.

(03) Um pulso se propagando do meio I para o meio II é parcialmente refletido na junção dos dois meios.

(04) Ao se propagar do meio II para o meio I, a luz jamais sofrerá reflexão total.

(05) O fato de as ondas quebrarem na praia não está relacionado com a variação da profundidade do mar.

 

31-(UNESP-SP) Uma onda plana de freqüência f=20Hz, propagando-se com velocidade V₁=340m/s no meio 1, refrata-se ao atingir a superfície de separação entre o meio 1 e o meio 2, como indicado na figura.

Sabendo-se que as frentes de onda plana incidente e refratada formam, com a superfície de separação, ângulos de 30^o e 45^o, respectivamente, determine, utilizando a tabela seguinte:

a) Velocidade V₂ da onda refratada no meio 2

b) O comprimento de onda l₂ da onda refratada no meio 2.

 

32-(FUVEST-SP) A curva da figura 1 mostra a dependência  do índice de refração n de uma substância transparente com a freqüência F da luz. Três raios de luz, 1, 2 e 3, paralelos, incidem segundo um ângulo de 45^osobre a superfície plana de um bloco da substância e são refratados, conforme indicado na figura 2.

Denominando f₁, f₂ e f₃ as freqüências dos raios 1, 2 e 3, respectivamente, se conclui que:

a) f₃ < f₂ < f₁

b) f₁ <  f₂< f₃

c) f₂ < f₁<  f₃     

d) f₂ < f₃ < f₁

e) f₂< f_3<< f₁

 

33- (PUC-RJ)

  

Uma onda eletromagnética se propaga no vácuo e incide sobre uma superfície de um cristal fazendo um ângulo de θ₁ = 60º com a

direção normal a superfície. Considerando a velocidade de propagação da onda no vácuo como c = 3 x 10⁸ m/s e sabendo que a onda refratada faz um ângulo de θ₂ = 30º com a direção normal, podemos dizer que a velocidade de propagação da onda no cristal em m/s é: (o índice de refração do vácuo é n_v=1)

34- (UPE-PE)

  

Próxima à superfície de um lago, uma fonte emite onda sonora de frequência 500 Hz e sofre refração na água. Admita que a velocidade de propagação da onda no ar seja igual a 300 m/s, e, ao se propagar na água, sua velocidade é igual a 1500 m/s. A razão entre os comprimentos de onda no ar e na água vale aproximadamente

a) 1/3                              

 b) 3/5                                           

 c) 3                                       

d) 1/5                                           

e) 1

 

35-(FAMECA-SP)

  

Para diagnosticar uma lesão em determinado tecido humano, é usado um ultrassonógrafo cujas ondas vibram com frequência de 10¹⁵ kHz. Essas ondas percorrem 1,0 cm de tecido em 0,1 ms. O comprimento de onda dessas ondas é, em Ǻ, da ordem de (1 angstrom = 1 Ǻ  = 10^-10 m)

a) 10^-5.                            

b) 10^-3.                             

c) 10^-1.                                

d) 10.                                      

e) 10³.

 

36-(FMJ-SP)

  

Um feixe de luz monocromática vermelha propaga-se pelo ar e incide sobre a superfície da água de uma piscina. Considerando as propriedades ondulatórias da luz, pode-se afirmar corretamente que, quando o feixe passa a propagar-se pela água,

a) tem sua cor alterada devido à variação de sua velocidade de propagação.

b) mantém sua velocidade de propagação e sua frequência inalteradas.

c) sofre aumento em seu comprimento de onda.

d) tem seu comprimento de onda diminuído e sua frequência aumentada.

e) sofre diminuição em sua velocidade e mantém inalterada sua cor.

 

37-(MACKENZIE-SP)

 

Um estudante, ao fazer a experiência em que um feixe de luz monocromático vai da água, de índice de refração 1,3, para o ar, de índice de refração 1,0, pode concluir que, para essa onda,

a) o comprimento de onda diminui e a velocidade aumenta.            

b) o comprimento de onda e a frequência da luz diminuem.

c) a frequência aumenta, mas o comprimento de onda diminui.       

d) a frequência não se altera e o comprimento de onda diminui.

e) a frequência não se altera e o comprimento de onda aumenta.

 

38-(UFPR-PR) 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 2.450 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. 

 

39-(UFOP-MG) 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 1.450 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.

  

40-(UFF-RJ) 

     

As figuras a seguir mostram duas ondas eletromagnéticas que se propagam do ar para dois materiais transparentes distintos, da mesma espessura d, e continuam a se propagar no ar depois de atravessar esses dois materiais. As figuras representam as distribuições espaciais dos campos elétricos em um certo instante de tempo. A velocidade das duas ondas no ar é c= 3_.10⁸ m/s.

 

a) Determine o comprimento de onda e a frequência das ondas no ar.

b) Determine os comprimentos de onda, as frequências e as velocidades das ondas nos dois meios transparentes e os respectivos índices de refração dos dois materiais.

 

41-(FGV-SP)

Verifica-se que, ao sofrer refração, um trem de ondas mecânicas apresenta um novo perfil de oscilação, onde

a distância entre duas cristas consecutivas de suas ondas, tornou-se maior. Comparativamente ao que possuía o trem de ondas antes da refração, a frequência se________ , a velocidade de propagação se__________ e a amplitude se manteve, já que o novo meio é________ refringente.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.

a) alterou … alterou … menos                     

b) alterou … manteve … mais                           

c) manteve … alterou … mais

d) manteve … alterou … menos                 

e) manteve … manteve … manteve

 

42-(UEM-PR)

Três cordas, A, B e C, homogêneas, flexíveis e com densidades lineares  µ, 3µ, e 2µ, respectivamente, são conectadas

na sequência ABC. Em uma das extremidades livres do conjunto, a corda C é mantida fixa, enquanto na outra extremidade livre, na corda A, um pulso mecânico é repentinamente aplicado. Considerando que o conjunto é mantido reto na horizontal e desprezando a resistência do ar e a ação da gravidade, assinale o que for correto.

01) Na junção AB, parte do pulso é refratada para B, enquanto outra parte é refletida em A, com inversão de fase.

02) Na corda B, o pulso é transmitido com uma velocidade maior que nas cordas A e C.

04) Na junção BC, o pulso é refratado.

08) Na corda C, o pulso é transmitido com velocidade maior que na corda B.

16) Nas junções AB e BC, o pulso é refratado com inversão de fase.

 

43-(UFSM-RS)

Uma sala de concertos deve permitir uma percepção clara dos sons, por isso deve estar livre de eco e o tempo de reverberação deve ser pequeno. Assim,

I – na reverberação, trens de onda emitidos simultaneamente pela mesma fonte sonora, percorrendo caminhos diferentes no ar, chegam ao ouvinte em instantes de tempo diferentes, mas não são percebidos como sons separados.

II – o fenômeno de reverberação pode ser explicado considerando-se a interferência dos trens de onda emitidos pela mesma fonte.

III – no eco, trens de onda emitidos simultaneamente pela mesma fonte sonora, percorrendo caminhos diferentes no ar, chegam ao ouvinte em instantes de tempo diferentes e são percebidos como sons separados.

Está(ão) correta(s)

a) apenas I.              

b) apenas II.                      

c) apenas III.                     

d) apenas I e III.                 

e) apenas II e III.

 

44-(UFJF-MG)

A audição humana, normalmente, consegue distinguir sons que vão de uma frequência mínima de  20 Hz até uma frequência máxima de  20 000 Hz , embora o limite superior possa decrescer com a idade. Uma onda sonora,

de comprimento de onda  λ = 2,0 m , emitida no ar, é facilmente percebida pelo ouvido humano. Se essa onda sonora fosse emitida na água, o ouvido humano poderia percebê-la? Considere a velocidade do som na água v_água=1480m/s.

a)  Não, pois a frequência desse som na água será de 12 Hz .

b)  Sim, pois a frequência desse som na água será de  370 Hz .

c)  Sim, pois a frequência desse som na água será de 740 Hz .

d)  Não, pois a frequência desse som na água será de 1480 Hz .

e)  Sim, pois a frequência desse som na água será de 1480 kHz .

 

Confira a resolução comentada dos exercícios e gabaritos