Questões sobre onda, veja se você está preparado para                        encarar elas no vestibular!

1-Quando uma radiação passa de um meio para o outro:


I. sua frequência varia e seu comprimento de onda permanece constante.
II. sua velocidade varia e sua frequência permanece constante.
III. a velocidade varia e o comprimento de onda permanece constante.
IV. a frequência, a velocidade e o comprimento de onda permanecem constantes.
V. a frequência, a velocidade e o comprimento de onda variam. 

É verdadeira  a afirmação é o número:

a) I

b)II

c)III

d)IV

e)V

2-(UFG 2006) O gráfico do movimento de subida e descida de uma rolha, na superfície de um lago ondulado, é mostrado na figura a seguir, em que y é a altura da rolha em relação ao nível da água parada e t é o tempo transcorrido.

                                  

  Se a rolha leva 1,0 s para sair do nível zero e atingir, pela primeira vez, a altura máxima, a frequência do movimento é igual a:

 a) 0,125

 b) 0,25

 c) 0,50

 d) 1,00

 e) 4,00

3-A tabela a seguir descreve quatro grandezas que caracterizam essas ondas mecânicas.

                               

a)Frequência, fase, amplitude e comprimento de onda.

b)Fase, frequência, comprimento de onda e amplitude.

c)Período, frequência, velocidade de propagação e amplitude.

d)Período, frequência, amplitude e comprimento de onda.

e)Frequência, período, comprimento de onda e amplitude.

4-Um turista, observando o mar de um navio ancorado, avaliou em 12 metros a distância entre as cristas das ondas que se sucediam. Além disso, constatou que se escoaram 50 segundos até que passassem por ele 19 cristas, incluindo nessa contagem tanto a que passava no instante em que começou a marcar o tempo como a que passava por ele quando terminou. Efetuando os cálculos adequadamente, ele concluiu, corretamente, que a velocidade de propagação dessas ondas valia:

a)2,16 m/s

b)2,82 m/s

c)3,10 m/s

d)3,80 m/s

e)4,32 m/s

5-Para que duas ondas sonoras produzam batimento, é necessário que tenham:

a)A mesma frequência.

b) a mesma amplitude.

c)O mesmo número de harmônios.
d)Frequência ligeiramente diferentes.

e)Amplitudes ligeiramente diferente.

Respostas:

1- Na refração temos: 

Então a correta é a b), por que fala sobre um meio passando para o outro (como onda eletromagnética), é refratário e a frequência e o período sempre se mantem constantes.

2-Se a rolha leva 1,0 s para cumprir um quarto do ciclo completo, então o período do movimento vale: T = 4 . 1 = 4 s

Como frequência temos: 

Ou seja a certa é a b).

3-As descrições contidas no quadro referem-se, respectivamente, às grandezas frequência(1), período (2), comprimento de onda (3) e amplitude (4). Então a certa é a e).

4-A distância entre duas cristas de ondas sucessivas é igual ao comprimento de onda, logo:  = 12 

Desde t = 0 até t = 50s passam por ele 19 cristas que correspondem ao espaço percorrido de 18 , logo: 

A velocidade de propagação é igual a: 

Ou seja,  a certa é a e).

5-A condição para que haja batimento, conforme a teoria sobre o assunto, é que as frequências das duas ondas sonoras sejam bem próximas. Então a certa é a d).

                     

                                           

                                             Som 

°Acústica - O estudo do som

 A área da Física que estuda o som é chamada de Acústica. Para entende-la melhor precisamos relembrar alguns conceitos:

Onda: é a pertubação de um meio. Uma onda é composta por: -Crista

                                                                                                      -Vale

                                                                                                      -Amplitude

  O Som é uma onda mecânica que possui a intensidade e frequência necessárias para ser percebida pelo ser humano. Entendemos como onda mecânica uma onda que precisa de meios materiais, como o ar ou o solo, para se propagar. As frequências audíveis pelo ouvido humano ficam entre 16 Hz e 20000Hz (20kHz). Dentro desta faixa a encontram-se a voz humana, instrumentos, musicais, alto-falantes, etc.

Podemos caracterizar os sons a partir de sua intensidade, altura ou timbre.

Altura: É a frequência das ondas sonoras, o grave (baixa frequência) e o agudo (alta frequência). 

      

Intensidade: É a amplitude das ondas sonoras, o grito e o sussurro, ou seja, é o volume.


Timbre: É a intensidade, a qualidade sonora que permite distinguir dois sons da mesma altura e mesma intensidade por fontes diferentes. A diferença no timbre de diversos sons vem do fato de que as ondas sonoras possuem formatos diferentes. O timbre está muito ligado a harmonia dos instrumentos musicais.

                           

A velocidade do som no ar é de 340 m/s. A fórmula que relaciona velocidade, amplitude e frequência sonora é:

V = λ . f

                             

 °Fenômenos da acústica  

-Eco

-Ressonância

-Eco

   Eco é o som refletido que é percebido com intervalo de tempo (ele chega aos nossos ouvidos após 0,1s) suficiente para ser distinguido do som original, logo podemos perceber distintamente o som emitido e o som refletido.

   Para que possamos ouvir o som refletido, eles devem estar a uma distância tal que o tempo de ida e volta do som seja maior que sua duração. Por exemplo, se gritarmos a palavra “alô”, com uma duração igual a 0,2 segundos, é necessário que a distância até o objeto seja maior que 32 metros. Dessa forma, quando terminarmos de pronunciar “alô”, o som do “a” estará chegando de volta aos nossos ouvidos.

  Então, para ouvirmos completamente palavras ou frases maiores, é necessário que estejamos colocados a distâncias maiores, correspondentes ao tempo que levamos para pronunciá-las.

  As igrejas antigas, construídas com pedras, possuem características sonoras marcantes. No seu interior, o som pode se refletir várias vezes, produzindo um efeito chamado de reverberação (como se fosse a repetição do eco), que faz com que o som original seja acompanhado de uma sequência de ecos. Muitos concertos musicais são feitos dentro de igrejas em razão dessas características acústicas.°Ressonância 

  
-Ressonância 
   Ressonância é quando dois corpos começam a vibrar com a mesma frequência, posteriormente começam a vibrar com amplitudes cada vez maiores. Todos estes sistemas possuem sua frequência natural, que lhes é característica. Quando ocorrem excitações periódicas sobre o sistema, como quando o vento sopra com freqüência constante sobre uma ponte durante uma tempestade, acontece um fenômeno de superposição de ondas que alteram a energia do sistema, modificando sua amplitude.

-Ex

  Imagine que esta é uma ponte construída no estilo pênsil, e que sua frequência de oscilação natural é dada por:

                              


  Ao ser excitada periodicamente, por um vento de freqüência:

                           


  A amplitude de oscilação da ponte passará a ser dada pela superposição das duas ondas:
                              


  Se a ponte não tiver uma resistência que suporte a amplitude do movimento, esta sofrerá danos podendo até ser destruída.

°Velocidade do som nos sólidos, líquidos e gases.

 Os sons propagam-se através dos meios que nos rodeiam, sejam eles sólidos,líquidos ou gasosos. Contudo a propagação das ondas sonoras efetua-se com rapidez desigual, através dos diferentes meios materiais, devido às diferenças estruturais entre eles. De uma forma geral, as ondas sonoras propagam-se mais rapidamente nos sólidos do que nos líquidos, e mais rapidamente nos líquidos do que nos gases. Porém as ondas sonoras não se propagam no vazio.
   Existem experiencias muito legais para comprovar estas afirmações: 


1 Imagem- No ar (gases)
2 Imagem- Na água (líquidos)
3 Imagem- Nos ossos (sólidos)

°Instrumentos musicais com relação a acústica.

  Cada instrumento musical possui um tipo de "impressão digital sonora" com descrições matemáticas extremamente precisas. O que irá realmente diferenciar um instrumento de outro são as amplitudes e durações de cada um dos harmônicos presentes no som resultante, ou imperfeições das ondas sonoras, conjunto de características que é chamado de timbre. É graças a ele que conseguimos diferenciar o som de um violão do som de um piano, por exemplo.
  
        
   A distância entre dois nós consecutivos corresponde a meio comprimento de onda  e a freqüência de oscilação é dada por ,  onde v é a velocidade da onda na corda: