Caiu no vestibular

Superposição de pulsos. Ondas estacionárias. Difração.

Questão 1:

(UFMG)
Dois pulsos que se propagam em sentidos opostos em uma corda tensa. Ocorre interferência ou superposição quando os dois pulsos atingem simultaneamente o mesmo ponto P da corda. Admita que os pulsos tenham mesma largura e amplitudes a₁ e a₂.

Qual é o tipo de interferência (construtiva ou destrutiva) que ocorre nas situações I) e II) indicadas abaixo? Qual é a amplitude a do pulso resultante?

Situação I)

Situação II)

Resolução:

I) Na primeira situação a interferência é construtiva. 

A amplitude do pulso resultante é a soma das amplitudes dos pulsos que se superpõem: a = a₁ + a₂.

II) Na segunda situação a interferência é destrutiva. 

A amplitude do pulso resultante é a diferença entre as amplitudes dos pulsos que se superpõem: a = a₁ - a₂.

Questão 2:

(UFTM) 
Sílvia e Patrícia brincavam com uma corda quando perceberam que, prendendo uma das pontas num pequeno poste e agitando a outra ponta em um mesmo plano, faziam com que a corda oscilasse de forma que alguns de seus pontos permaneciam parados, ou seja, se estabelecia na corda uma onda estacionária.

A figura 1 mostra a configuração da corda quando Sílvia está brincando e a figura 2 mostra a configuração da mesma corda quando Patrícia está brincando.

Considerando-se iguais, nas duas situações, as velocidades de propagação das ondas na corda, e chamando de f_S e f_P as frequências com que Sílvia e Patrícia, respectivamente, estão fazendo a corda oscilar, pode-se afirmar corretamente que a relação f_S/f_P é igual a

a) 1,6. 
b) 1,2. 
c) 0,8. 
d) 0,6. 
e) 0,4.

Resolução:

Considerando o mesmo comprimento L da corda, temos:

I) para Sílvia:

L = 3.λ_S/2 => λ_S = 2.L/3

II) para Patrícia:

L = 5.λ_P/2 => λ_P = 2.L/5

Sendo iguais, nas duas situações, as velocidades de propagação das ondas na corda, resulta:

v = λ_S.f_S = λ_P.f_P => f_S/f_P = λ_P/λ_S = (2.L/5)/(2.L/3) => f_S/f_P = 0,6

Resposta: d

Questão 3: 

(EFOMM)
As ondas contornam obstáculos. Isto pode ser facilmente comprovado quando ouvimos e não vemos uma pessoa situada em uma outra sala, por exemplo. O mesmo ocorre com o raio luminoso, embora este efeito seja apenas observável em condições especiais.

O fenômeno acima descrito é chamado de:

a) difusão
b) dispersão
c) difração
d) refração
e) reflexão

Resolução:

O fenômeno descrito é chamado difração. Consiste na capacidade de uma onda contornar obstáculos. Essa capacidade está relacionada com a ordem de grandeza do comprimento de onda em comparação com as dimensões do obstáculo.
As ondas audíveis, por exemplo, têm no ar comprimentos de onda compreendidos entre, aproximadamente, 1,7 cm e 17 m. Daí a facilidade de o som contornar muros.

Resposta: c

Questão 4:

(ENEM)
Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixe de luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifício, verifica-se que a luz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar dessa forma.

FIOLHAIS, G. Física divertida. Brasília: UnB, 2000 (adaptado).

Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto?

a) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas.
b) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito.
c) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar.
d) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta.
e) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace.

Resolução:

O fenômeno descrito nas figuras traduz a difração da luz em uma fenda. Atrás de um muro, um menino ouve o som por difração nos contornos do muro.

Resposta: a