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Fenômenos Ondulatórios – Física para vestibular e Enem.

Aproveite esta aula de revisão sobre Fenômenos Ondulatórios e fique preparado para as questões de Física no vestibular e no Enem. Confira abaixo.

Fenômenos Ondulatórios – Revisão gratuita para você mandar bem no vestibular e no Enem. Assim como Newton formulou as leis da Mecânica, Christiaan Huyghens (1629 – 1695) formulou as leis da Mecânica Ondulatória.

Na Física Moderna, as leis da Mecânica das Partículas e da Mecânica Ondulatória estão sempre presentes; onde alguns fenômenos são explicados apenas pela Mecânica das Partículas, e outros apenas pela Mecânica Ondulatória, enquanto ainda outros, comuns na Física Nuclear, são explicados por ambas as Mecânicas.

Física Enem

Reflexão – A reflexão de uma onda ocorre quando a onda encontra um obstáculo em seu trajeto. Como a velocidade de uma onda é determinada apenas pelo meio em que se propaga, a onda refletida terá a mesma velocidade da onda incidente. Além disso, o ângulo de incidência deve ser igual ao ângulo de reflexão.

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Refração – A refração ocorre quando uma onda passa a fronteira de separação de dois meios, ocorrendo dessa forma a mudança de velocidade da onda, e podendo ou não ocorrer mudança da direção da propagação.

Além disso a refração obedece a lei de Snell:  10652.png

figura_77.jpg

Sabendo que o índice de refração n de um meio pode ser escrito como a razão entre a velocidade da onda no vácuo pela velocidade da onda no meio, temo que:

10664.png

Como v = λ.f, temos:

10673.png

Difração

A difração ocorre quando uma onda encontra uma fenda ou um obstáculo. As ondas têm a propriedade de contornar os obstáculos e fendas. Na difração, a energia não se distribui igualmente em todas as direções. Quanto menor o comprimento de onda em relação ao tamanho da fenda ou obstáculo (d), menor será a capacidade da onda de contorná-los.

figura_83.jpg

Interferência

De fato, duas ondas nunca se interferem, o que ocorre é uma superposição. O nome interferência permanece por questões históricas.

A superposição pode ocorrer de forma a que duas ondas se somem, tornando assim uma interferência construtiva, ou então se anularem, tornando assim uma interferência destrutiva. Para descobrirmos qual o tipo de interferência que ocorre, devemos calcular a diferença de caminho óptico, ou diferença de percurso entre duas ondas.

Considerando duas fontes de onda, F1 e F2, a uma distância x1 e x2 de um ponto P, a diferença de percurso será:

10682.png

figura_78.jpg

Na interferência construtiva, as ondas ao atingirem o ponto P, estão em coerência de fase, ou seja, suas frentes de onda chegam juntas ao ponto P, com crista junto de crista, e vale junto de vale. Desta forma, a diferença de percurso pode ser calculado como a distância entre os pontos de fase, que neste caso será um número inteiro n de um comprimento de onda:

10689.png

Além disso, a amplitude resultante será a soma das amplitudes, ou seja, A = A1 + A2

Na interferência destrutiva, as ondas ao atingirem o ponto P, estão em oposição de fase, ou seja, suas frentes de onda chegam no ponto P com crista junto com vale. Desta forma, a diferença de percurso será a distância entre pontos que oscilam em oposição de fase, que neste caso será múltiplos de meio comprimento de onda:

10698.png

Além disso, a amplitude resultante será o módulo da diferença das amplitudes, ou seja, A = | A1 + A2 |

Saiba mais sobre Fenômenos Ondulatórios nesta aula do canal Pré-Enem Abril Educação, disponível no Youtube. Após assistir, revise o que você aprendeu respondendo aos nossos desafios!

[youtube http://www.youtube.com/watch?v=Fq1V8Y7hjxM]

Desafios

Questão 01

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

figura_79.jpg

É 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

Dica 1 – Revise tudo sobre Ondas em mais esta aula de Física Enem. O Exame Nacional do Ensino Médio está chegando, estude com a gente! – https://blogdoenem.com.br/ondas-fisica-enem/

Questão 02

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

figura_80.jpg

Dados:

10706.png

No meio II os valores da frequência 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.

Dica 2 – Relembre tudo sobre Lentes esféricas: Olho humano em mais esta aula preparatória para a prova de Física Enem. Estude com a gente! – https://blogdoenem.com.br/lentes-esfericas-olho-humano-fisica-enem/

Questão 03

(Unifor-CE) Os esquemas a seguir são normalmente usados para representar a propagação de ondas na superfície da água em uma cuba de ondas. O esquema que representa a difração de ondas é o:

a)

figura_81a.jpg

b)

figura_81b.jpg

c)

figura_81c.jpg

d)

figura_81d.jpg

e)

figura_81e.jpg

Dica 3 – Estude sobre as principais características das Lentes Esféricas em mais esta aula de revisão para a prova de Física Enem – https://blogdoenem.com.br/lentes-esfericas-fisica-enem/

Questão 04

(Unifei-MG) Duas fontes S1 e S2 de ondas iguais estão em oposição de fase. A distância x1=S1P é menor do que a distância x2 = S2P. O comprimento de onda das ondas é 5,0 cm e x2=75 cm. Para que o ponto P sofra interferência construtiva, o máximo valor possível para x1 é:

a) 72,5cm

b) 70,0cm

c) 67,5cm

d) 73,75cm

e) um valor diferente

Questão 05

Na figura, F1 e F2 são dois pinos que batem cadenciadamente na superfície da água, produzindo ondas que se propagam com velocidade de módulo 2,0m/s. Os pinos operam com a mesma frequência e em concordância de fase.Se no ponto P as ondas provenientes de F1 e F2 se reforçam (interferência construtiva), uma possível frequência de operação dos pinos é:

figura_82.jpg

a) 25Hz

b) 30Hz

c) 35Hz

d) 40Hz

e) 45Hz

 Você consegue resolver estes exercícios? Então resolva e coloque um comentário no post, logo abaixo, explicando o seu raciocínio e apontando a alternativa correta para cada questão. Quem compartilha a resolução de um exercício ganha em dobro: ensina e aprende ao mesmo tempo. Ensinar é uma das melhores formas de aprender!