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Ondas: questões do IME

8 questões de Ondas (Física) no IME (2014–2023). Treine de graça com correção e comentário.

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Questões de Ondas no IME

8 no total

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IME20231a faseQuestao 20FísicaOndasDificil

Uma fonte sonora está pendurada por um fio ideal, conforme ilustrado na figura, realizando um movimento pendular. Dados: frequência da fonte sonora

f

; comprimento do fio do pêndulo

L

; aceleração da gravidade

g

; velocidade do som

v

. Se

θ_{ma x}

é o ângulo máximo atingido pelo fio que sustenta a fonte com relação à vertical, a frequência máxima do som ouvido por um observador localizado a uma distância ínfima do ponto mais baixo da trajetória da fonte é:

Imagens anexadas

A) $\frac{f v}{v - 2 g L [ 1 - sen ( θ _{ma x} )]}$
B) $\frac{f v}{v - 2 g L [ 1 - cos ( θ _{ma x} )]}$
C) $\frac{f}{v} {v - 2 g L [1 - sen (θ_{ma x})]}$
D) $\frac{f}{v} {v - 2 g L [1 - cos (θ_{ma x})]}$
E) $\frac{f v}{v - 2 g L cos ( θ _{ma x} )}$

IME20201a faseQuestao 16FísicaOndasMedia

Uma fonte sonora de frequência

f_{0}

é arremessada verticalmente para cima, com velocidade inicial

v_{0}

, de um ponto da superfície terrestre no qual a aceleração da gravidade é

g

. Dados: • aceleração da gravidade:

g = 9, 8 m/s^{2}

; e • velocidade inicial da fonte sonora:

v_{0} = 98 m/s

. Nota: despreze a resistência do ar e a variação da aceleração da gravidade com a altitude. A frequência

f

percebida

10

segundos mais tarde por um observador estático situado no local do arremesso é tal que

A) $0 < f < f_{0}$
B) $f = f_{0}$
C) $f_{0} < f < 2 f_{0}$
D) $f = 2 f_{0}$
E) $f > 2 f_{0}$

IME20181a faseQuestao 20FísicaOndasDificil

Como mostra a figura, um microfone M está pendurado no teto, preso a uma mola ideal, verticalmente acima de um alto-falante A, que produz uma onda sonora cuja frequência é constante. O sistema está inicialmente em equilíbrio. Se o microfone for deslocado para baixo de uma distância

d^{'}

e depois liberado, a frequência captada pelo microfone ao passar a segunda vez pelo ponto de equilíbrio será: Dados: • frequência da onda sonora produzida pelo alto-falante:

f

; • constante elástica da mola:

k

; • massa do microfone:

m

; e • velocidade do som:

v_{s}

A) $f [1 - \frac{d ^{'}}{v _{s}} \frac{2 k}{m}]$
B) $f [1 + \frac{d ^{'}}{v _{s}} \frac{k}{m}]$
C) $f [1 - \frac{d ^{'}}{v _{s}} \frac{k}{m}]$
D) $f [1 + \frac{d ^{'}}{v _{s}} \frac{2 k}{m}]$
E) $f [1 - \frac{d ^{'}}{v _{s}} \frac{k}{2 m}]$

IME20181a faseQuestao 22FísicaOndasDificil

Considere uma corda pendurada no teto de uma sala. O intervalo de tempo para um pulso ondulatório percorrer toda a corda é dado por: Dados: • comprimento da corda:

L

; • densidade linear da corda:

μ

; e • aceleração da gravidade:

g

A) $\frac{L}{2 g}$
B) $2 \frac{2 L}{g}$
C) $\frac{2 L}{3 g}$
D) $\frac{2}{3} \frac{L}{g}$
E) $2 \frac{L}{g}$

IME20161a faseQuestao 19FísicaOndasMedia

Uma fonte sonora está situada no ponto de coordenadas

x = 0

m e

y = 0

m e outra no ponto de coordenadas

x = 0

m e

y = 4

m. As ondas produzidas pelas duas fontes têm a mesma frequência e estão em fase. Um observador situado no ponto de coordenadas

x = 3

m e

y = 0

m nota que a intensidade do som diminui quando ele se move paralelamente ao eixo

y

no sentido positivo ou no sentido negativo. Se a velocidade do som no local é

340

m/s, a menor frequência das fontes, em Hz, que pode explicar essa observação é

A) $85$
B) $170$
C) $340$
D) $680$
E) $1360$

IME20161a faseQuestao 25FísicaOndasDificil

Uma corda de comprimento

L

e densidade linear constante gira em um plano em torno da extremidade fixa no ponto

A

a uma velocidade angular constante igual a

ω

. Um pulso ondulatório é gerado a partir de uma das extremidades. A velocidade

v

do pulso, no referencial da corda, a uma distância

r

da extremidade fixa, é dada por

A) $ω \frac{L - r}{2}$
B) $ω \frac{L ( L - r )}{2}$
C) $\frac{ω}{2 L} (L^{2} - r^{2})$
D) $ω \frac{L ^{2} - r ^{2}}{2}$
E) $\frac{ω L}{2} \frac{L - r}{L + r}$

IME20141a faseQuestao 19FísicaOndasMedia

Uma buzina

B

localizada na proa de um barco, 1 m acima da superfície da água, é ouvida simultaneamente por uma pessoa

P

na margem (à mesma altura da buzina), a 20 m de distância, e por um mergulhador

M

, posicionado diretamente abaixo da buzina. A profundidade do mergulhador, em metros, é Dados: • Temperatura do ar e da água: 20 °C; • Razão entre as massas molares da água e do ar: 0,04.

A)75
B)80
C)85
D)90
E)95

IME20141a faseQuestao 27FísicaOndasDificil

Considere duas fontes pontuais localizadas em

(0, - \frac{a}{2})

(0, \frac{a}{2})

, sendo

λ

o comprimento de onda e

a = 2 λ

. Em coordenadas cartesianas, o lugar geométrico de todos os pontos onde ocorrem interferências construtivas de primeira ordem é

A) $\frac{y ^{2}}{2} - x^{2} = λ^{2}$
B) $y^{2} - \frac{x ^{2}}{2} = λ^{2}$
C) $y^{2} - 2 x^{2} = λ^{2}$
D) $y^{2} - x^{2} = \frac{λ ^{2}}{2}$
E) $y^{2} - x^{2} = \frac{λ ^{2}}{4}$

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