Ondulatória · ITA

Ondulatória: questões do ITA

20 questões de Ondulatória (Física) no ITA (2008–2026). Treine de graça com correção e comentário.

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Questões de Ondulatória no ITA

20 no total

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ITA20261a faseQuestao 23FísicaOndulatóriaDificil

Uma das aplicações dos equipamentos de ultrassom na medicina é o auxílio no diagnóstico de doenças cardíacas. Com eles, é possível avaliar o fluxo sanguíneo que parte do coração e alcança artérias importantes do corpo. O aparelho opera em repouso, posicionado próximo a uma artéria específica, emitindo uma onda sonora de frequência

f

e velocidade

v

, que incide sobre o sangue da artéria. A onda incidente se propaga em sentido oposto ao fluxo de sangue, sendo refletida por ele e, posteriormente, captada pelo próprio equipamento. O dispositivo mede a diferença

Δ f

entre a frequência registrada e a frequência de emissão. Considere que a artéria e o coração estão na mesma altura, que

v_{c}

é a velocidade do sangue no coração, que

ρ

é sua densidade e que a velocidade do sangue na artéria é muito menor que

v

. Assinale a alternativa que corresponde à expressão da variação da pressão sanguínea entre a artéria e o coração.

A) $\frac{1}{2} ρ [v_{c}^{2} - (\frac{2 v Δ f}{f})^{2}]$
B) $ρ [v_{c}^{2} - (\frac{v Δ f}{2 f})^{2}]$
C) $\frac{1}{2} ρ [v_{c}^{2} - (\frac{v Δ f}{2 f})^{2}]$
D) $ρ [2 v_{c}^{2} - (\frac{v Δ f}{f})^{2}]$
E) $\frac{1}{2} ρ [2 v_{c}^{2} - (\frac{v Δ f}{2 f})^{2}]$

ITA20251a faseQuestao 19FísicaOndulatóriaMedia

O estetoscópio é um instrumento amplamente utilizado por profissionais de saúde para auscultar sons internos do corpo humano, como batimentos cardíacos e fluxo sanguíneo. Considere o modelo simplificado de um estetoscópio, ilustrado na figura, composto de um cone truncado de bases circulares, cuja base maior possui raio

R_{1}

, e a base menor, raio

R_{2}

. Nos cilindros, perfeitamente conectados em cada base, há pistões finos e rígidos de massa desprezível, que podem se mover para cima e para baixo sem atrito. Considere que a onda sonora atinge toda a superfície do pistão maior e que sua energia é transferida integralmente para o pistão menor. Assinale a alternativa que corresponde à amplificação, em dB, em função dos raios das extremidades do estetoscópio.

Imagens anexadas

A) $2 lo g (\frac{R _{1}}{R _{2}})$
B) $4 lo g (\frac{R _{1}}{R _{2}})$
C) $20 lo g (\frac{R _{1}}{R _{2}})$
D) $40 lo g (\frac{R _{1}}{R _{2}})$
E) $80 lo g (\frac{R _{1}}{R _{2}})$

ITA20241a faseQuestao 8FísicaOndulatóriaMuito dificil

Considere que no experimento de Young da dupla fenda, uma lente, composta de um material com índice de refração

n

(

1 < n < 2

), no formato de um semicírculo de raio

R

, é colocada na saída de uma das fendas, conforme mostra a figura. Sabendo que o comprimento de onda

λ

é maior que

R

e que a distância entre o anteparo e as fendas,

L

, é muito maior do que

λ

, assinale a alternativa que corresponde à expressão da posição

x_{m}

m

-ésimo pico do padrão de interferência acima do máximo central. (A separação entre as fendas é

a

Imagens anexadas

A) $(λm + (n - 1) R) \frac{L}{a}$
B) $(λm - n R) \frac{L}{a}$
C) $λm \frac{L}{a} + (n - 1) R$
D) $(λm + n R) \frac{L}{a}$
E) $(λm - n R) \frac{L}{2 a}$

ITA20231a faseQuestao 7FísicaOndulatóriaMedia

Em eventos esportivos, é comum que os espectadores realizem a coreografia da "ola". Os participantes erguem seus braços e os abaixam logo em seguida, em fileiras sucessivas, criando o efeito visual de uma onda. Os espectadores gritam juntos "ola" seguindo a propagação da onda. Assuma que a distância

D

entre as cadeiras e o tempo

τ

de deslocamento de braço são constantes. Assuma que um participante só inicia o movimento da "ola" quando o participante na fileira ao lado o encerra. A respeito da situação física descrita, são feitas as seguintes afirmações: I. Se um estádio com 30.000 pessoas gritando resulta em um ruído sonoro de 90 dB, o ruído de 60.000 pessoas gritando é de aproximadamente 93 dB. II. A onda resultante da coreografia é longitudinal. III. A velocidade da onda é diretamente proporcional a

τ

e inversamente proporcional a

D

. Sobre as afirmações I, II e III pode-se afirmar que:

A)apenas I e II estão corretas.
B)apenas I está correta.
C)apenas II está correta.
D)apenas III está correta.
E)as três estão incorretas.

ITA20221a faseQuestao 9FísicaOndulatóriaMedia

Muitos instrumentos musicais, como o piano, geram sons a partir da excitação de cordas com extremidades fixas. Ao pressionar uma tecla do piano, um dispositivo mecânico percute uma corda tensionada, produzindo uma onda sonora. O som produzido pelo piano em um determinado instante de tempo é captado e a sua decomposição espectral é fornecida no gráfico a seguir, a respeito do qual são feitas três sentenças. I. Para gerar um espectro sonoro dessa natureza é necessário acionar 5 teclas do piano. II. A velocidade de propagação de cada nota no ar é proporcional à sua frequência característica. III. A frequência fundamental da corda, sujeita a uma tensão

T

, é inversamente proporcional à sua densidade linear de massa. Assinale a alternativa correta.

Imagens anexadas

A)As sentenças I, II e III são falsas.
B)Apenas a sentença I é verdadeira.
C)Apenas a sentença II é verdadeira.
D)Apenas a sentença III é verdadeira.
E)Apenas as sentenças I e II são verdadeiras.

ITA20221a faseQuestao 11FísicaOndulatóriaDificil

Considere uma montagem de um experimento de dupla fenda de Young, na qual as fendas estão afastadas de

d = 2, 0

mm e são iluminadas por luz azul

(λ = 480 nm)

e amarela

(λ^{'} = 600 nm)

de mesma intensidade. O padrão de difração resultante é projetado sobre um anteparo localizado a 5,0 m das fendas. A que distância, contada a partir da região brilhante central, uma franja verde pode ser observada no anteparo?

A)1,2 mm
B)1,5 mm
C)6,0 mm
D)9,0 mm
E)Não é possível observar uma franja verde a partir desse arranjo experimental.

ITA20211a faseQuestao 8FísicaOndulatóriaMedia

Um violão é um instrumento sonoro de seis cordas de diferentes propriedades, fixas em ambas as extremidades, acompanhadas de uma caixa de ressonância. Diferentes notas musicais são produzidas tangendo uma das cordas, podendo-se ou não alterar o seu comprimento efetivo, pressionando-a com os dedos em diferentes pontos do braço do violão. A respeito da geração de sons por esse instrumento são feitas quatro afirmações: I. Cordas mais finas, mantidas as demais propriedades constantes, são capazes de produzir notas mais agudas. II. O aumento de

1, 00%

na tensão aplicada sobre uma corda acarreta um aumento de

1, 00%

na frequência fundamental gerada. III. Uma corda de nylon e uma de aço, afinadas na mesma frequência fundamental, geram sons de timbres distintos. IV. Ao pressionar uma corda do violão, o musicista gera um som de frequência maior e comprimento de onda menor em comparação ao som produzido pela corda tocada livremente. Considerando V como verdadeira e F como falsa, as afirmações I, II, III e IV são, respectivamente,

A)V V V V
B)F V V V
C)V F V V
D)V V F V
E)V V V F

ITA20201a faseQuestao 11FísicaOndulatóriaMedia

O som produzido pelo alto-falante F (fonte) ilustrado na figura tem frequência de

10

kHz e chega a um microfone M através de dois caminhos diferentes. As ondas sonoras viajam simultaneamente pelo tubo esquerdo FXM, de comprimento fixo, e pelo tubo direito FYM, cujo comprimento pode ser alterado movendo-se a seção deslizante (tal qual um trombone). As ondas que viajam pelos dois caminhos interferem-se em M. Quando a seção deslizante do caminho FYM é puxada para fora por

0, 025

m, a intensidade sonora detectada pelo microfone passa de um máximo para um mínimo. Assinale o módulo da velocidade do som no interior do tubo.

Imagens anexadas

A) $5, 0 \times 1 0^{2}$ m/s
B) $2, 5 \times 1 0^{2}$ m/s
C) $1, 0 \times 1 0^{3}$ m/s
D) $2, 0 \times 1 0^{3}$ m/s
E) $3, 4 \times 1 0^{2}$ m/s

ITA20181a faseQuestao 5FísicaOndulatóriaMedia

Em queixa à polícia, um músico depõe ter sido quase atropelado por um carro, tendo distinguido o som em Mi da buzina na aproximação do carro e em Ré, no seu afastamento. Então, com base no fato de ser de

10/9

a relação das frequências Mi/Ré, a perícia técnica conclui que a velocidade do carro, em km/h, deve ter sido aproximadamente de

A) $64$ .
B) $71$ .
C) $83$ .
D) $102$ .
E) $130$ .

ITA20181a faseQuestao 19FísicaOndulatóriaMuito dificil

Um pêndulo simples de massa

m

e haste rígida de comprimento

h

é articulado em torno de um ponto e solto de uma posição vertical, conforme a Figura 1. Devido à gravidade, o pêndulo gira atingindo uma membrana ligada a um tubo aberto em uma das extremidades, de comprimento

L

e área da seção transversal

S

(Figura 2). Após a colisão de reduzida duração,

Δ t

, o pêndulo recua atingindo um ângulo máximo

θ

(Figura 3). Sejam

ρ

a densidade de equilíbrio do ar e

c

a velocidade do som. Supondo que a energia tenha sido transferida somente para a harmônica fundamental da onda sonora plana no tubo, assinale a opção com a amplitude da oscilação das partículas do ar.

Imagens anexadas

A) $\frac{2 L}{c} \frac{2 m g h ( 1 + cos θ )}{ρS c Δ t}$ .
B) $\frac{L}{c} \frac{2 m g h ( 1 + cos θ )}{ρS L}$ .
C) $\frac{2 L}{c} \frac{2 m g h ( 1 + cos θ )}{ρS L}$ .
D) $\frac{2 L}{c} \frac{2 m g h ( 1 - cos θ )}{ρS c Δ t}$ .
E) $\frac{L}{c} \frac{2 m g h ( 1 - cos θ )}{ρS c Δ t}$ .

ITA20171a faseQuestao 17FísicaOndulatóriaDificil

Um emissor

E_{1}

de ondas sonoras situa-se na origem de um sistema de coordenadas e um emissor

E_{2}

, num ponto do seu eixo

y

, emitindo ambos o mesmo sinal de áudio senoidal de comprimento de onda

λ

, na frequência de 34 kHz. Mediante um receptor

R

situado num ponto do eixo

x

a 40 cm de

E_{1}

, observa-se a interferência construtiva resultante da superposição das ondas produzidas por

E_{1}

E_{2}

. É igual a

λ

a diferença entre as respectivas distâncias de

E_{2}

E_{1}

até

R

. Variando a posição de

E_{2}

ao longo de

y

, essa diferença chega a

10 λ

. As distâncias (em centímetros) entre

E_{1}

E_{2}

nos dois casos são (velocidade do som no ar: 340 m/s).

A)9 e 30.
B)1 e 10.
C)12,8 e 26,4.
D)39 e 30.
E)12,8 e 128

ITA20171a faseQuestao 19FísicaOndulatóriaDificil

Uma onda harmônica propaga-se para a direita com velocidade constante em uma corda de densidade linear

μ = 0, 4

g/cm. A figura mostra duas fotos da corda, uma num instante

t = 0

s e a outra no instante

t = 0, 5

s. Considere as seguintes afirmativas: I. A velocidade mínima do ponto

P

da corda é de 3 m/s. II. O ponto

P

realiza um movimento oscilatório com período de 0,4 s. III. A corda está submetida a uma tensão de 0,36 N. Assinale a(s) afirmativa(s) possível(possíveis) para o movimento da onda na corda

Imagens anexadas

A)I.
B)II.
C)III.
D)I e II.
E)II e III.

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