Confira um resumo completo sobre ondas e teste os seus conhecimentos de Física com questões do Enem e vestibulares sobre ondulatória!
Ondas e fenômenos ondulatórios são temas recorrentes de Física no Enem. Então relembre quais são os tipos de ondas, os cálculos de frequência, velocidade e comprimento de onda! No final, teste seus conhecimentos com exercícios sobre ondulatória!
Existem dois tipos de ondas: as mecânicas e as eletromagnéticas. As ondas mecânicas são aquelas que precisam de um meio material para estabelecer sua propagação. Alguns exemplos são ondas na água, sonoras (ondas de pressão) ou ainda em cordas como nos instrumentos musicais.
Enquanto isso, as ondas eletromagnéticas não exigem um meio material para se propagar. Isso porque são ondas criadas por meio de campos elétricos e magnéticos que se alternam favorecendo a propagação dos pulsos de energia. São exemplo de ondas eletromagnéticas as ondas de sinais de rádio e comunicação em geral, micro-ondas e a luz que vem do Sol.
Exemplo de onda eletromagnética
Uma das características mais importantes das ondas é sua forma de propagação. Se segurarmos uma corda com uma extremidade presa e oscilarmos a extremidade que estamos segurando, vamos observar que a perturbação gerada irá se propagar sem que nenhum ponto da corda tenha sofrido deslocamento lateral. Isso ocorre por causa do princípio fundamental da propagação ondulatória:
“As ondas transportam energia sem transporte de matéria”.
Componentes de uma onda
Os componentes que definem uma onda são: comprimento de onda, período, frequência, amplitude e velocidade. Veja cada um deles em seguida:
Comprimento de onda (λ): é a distância entre duas cristas ou vales consecutivos. No Sistema Internacional de Unidades (SI), o comprimento de onda é medido em metro (m)
Período (T): é o intervalo de tempo para ocorrer uma oscilação completa. No SI, a unidade de medida do período é segundos.
Frequência (f): é a razão entre o número de oscilações pelo intervalo de tempo em que ocorrem estas oscilações. Também pode ser definida como sendo o inverso do período. De acordo com o SI, a unidade de medida da frequência é o Hertz.
Amplitude (A): é a medida da distância da elongação máxima, que é a distância entre um nó e a crista ou vale. A amplitude também se relaciona com a energia transportada pela onda.
Velocidade (v): é a razão entre a distância percorrida por uma crista ou vale e o intervalo de tempo para ser percorrida esta distância.
Videoaula sobre ondas
Para entender melhor o conteúdo visto até aqui e ficar mais preparado para os exercícios sobre ondulatória, confira a videoaula do professor Marcelo:
A fim de se aprofundar nos estudos sobre o tema, não deixe de conferir o conteúdo sobre frequência e velocidade que está logo depois dos exercícios!
Exercícios sobre ondulatória
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Mais um Simulado de Física, dessa vez, sobre Ondas, para o estudante avaliar seu aprendizado e se preparar para o ENEM
São 10 questões, de fácil à mais complexa, envolvendo luz, cores, comprimento de onda, frequência, ondas sonoras.
Teste seus conhecimentos e aproveite para revisar os conteúdos envolvidos nas questões desse simulado!
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Pergunta 1 de 10
1. Pergunta
Certos tipos de superfícies na natureza podem refletir luz de forma a gerar um efeito de arco-íris. Essa característica é conhecida como iridescência e ocorre por causa do fenômeno da interferência de película fina. A figura ilustra o esquema de uma fina camada iridescente de óleo sobre uma poça d’água. Parte do feixe de luz branca incidente (1) reflete na interface ar/óleo e sofre inversão de fase (2), o que equivale a uma mudança de meio comprimento de onda. A parte refratada do feixe (3) incide na interface óleo/água e sofre reflexão sem inversão de fase (4). O observador indicado enxergará aquela região do filme com coloração equivalente à do comprimento de onda que sofre interferência completamente construtiva entre os raios (2) e (5), mas essa condição só é possível para uma espessura mínima da película. Considere que o caminho percorrido em (3) e (4) corresponde ao dobro da espessura E da película de óleo.
Expressa em termos do comprimento de onda , a espessura mínima é igual a
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Pergunta 2 de 10
2. Pergunta
Para que uma substância seja colorida ela deve absorver luz na região do visível. Quando uma amostra absorve luz visível, a cor que percebemos é a soma das cores restantes que são refletidas ou transmitidas pelo objeto. A Figura 1 mostra o espectro de absorção para uma substância e é possível observar que há um comprimento de onda em que a intensidade de absorção é máxima. Um observador pode prever a cor dessa substância pelo uso da roda de cores (Figura 2): o comprimento de onda correspondente à cor do objeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima.
Brown, T. Química a Ciência Central. 2005 (adaptado).
Qual a cor da substância que deu origem ao espectro da Figura 1?
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Pergunta 3 de 10
3. Pergunta
O processo de interpretação de imagens capturadas por sensores instalados a bordo de satélites que imageiam determinadas faixas ou bandas do espectro de radiação eletromagnética (REM) baseia-se na interação dessa radiação com os objetos presentes sobre a superfície terrestre. Uma das formas de avaliar essa interação é por meio da quantidade de energia refletida pelos objetos. A relação entre a refletância de um dado objeto e o comprimento de onda da REM é conhecida como curva de comportamento espectral ou assinatura espectral do objeto, como mostrado na figura, para objetos comuns na superfície terrestre.
D’ARCO, E. Radiometria e Comportamento Espectral de Alvos. INPE.
De acordo com as curvas de assinatura espectral apresentadas na figura, para que se obtenha a melhor discriminação dos alvos mostrados, convém selecionar a banda correspondente a que comprimento de onda em micrômetros (mm)?
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Pergunta 4 de 10
4. Pergunta
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.
Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto?
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Pergunta 5 de 10
5. Pergunta
Na câmara de cozimento de um forno de micro-ondas, a flutuação do campo elétrico é adequada para o aquecimento da água. Esse tipo de forno utiliza micro-ondas com frequência de 2,45 GHz para alterar a orientação das moléculas de água bilhões de vezes a cada segundo. Essa foi a frequência escolhida, porque ela não é usada em comunicações e também porque dá às moléculas de água o tempo necessário para completar uma rotação. Dessa forma, um forno de micro-ondas funciona através do processo de ressonância, transferindo energia para os alimentos.
TORRES, C. M. A. et al. Física: ciência e tecnologia. São Paulo: Moderna, 2001 (adaptado).
Sabendo que a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas no meio é de cerca de 3 x 108 m/s, qual é, aproximadamente, o comprimento de onda da micro-onda presente no forno, em cm?
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Pergunta 6 de 10
6. Pergunta
Em um piano, o Dó central e a próxima nota Dó (Dó maior) apresentam sons parecidos, mas não idênticos. É possível utilizar programas computacionais para expressar o formato dessas ondas sonoras em cada uma das situações como apresentado nas figuras, em que estão indicados intervalos de tempo idênticos (T).
A razão entre as frequências do Dó central e do Dó maior é de:
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Pergunta 7 de 10
7. Pergunta
Em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o desligamento de todos os aparelhos cujo funcionamento envolva a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas. O procedimento é utilizado para eliminar fontes de radiação que possam interferir nas comunicações via rádio dos pilotos com a torre de controle.
A propriedade das ondas emitidas que justifica o procedimento adotado é o fato de
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Pergunta 8 de 10
8. Pergunta
Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola Os espectadores de uma linha, sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacente. O efeito coletivo se propaga pelos espectadores do estádio, formando uma onda progressiva, conforme ilustração.
Calcula-se que a velocidade de propagação dessa “onda humana” é 45km/h e que cada período de oscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente distanciadas entre si por 80cm.
Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de
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Pergunta 9 de 10
9. Pergunta
Alguns sistemas de segurança incluem detectores de movimento. Nesses sensores, existe uma substância que se polariza na presença de radiação eletromagnética de certa região de frequência, gerando uma tensão que pode ser amplificada e empregada para efeito de controle. Quando uma pessoa se aproxima do sistema, a radiação emitida por seu corpo é detectada por esse tipo de sensor.
WENDLING, M. Sensores. Disponível em: www2.feg.unesp.br.
Acesso em: 7 maio 2014 (adaptado).
A radiação captada por esse detector encontra-se na região de frequência
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Pergunta 10 de 10
10. Pergunta
Ao sintonizarmos uma estação de rádio ou um canal de TV em um aparelho, estamos alterando algumas características elétricas de seu circuito receptor. Das inúmeras ondas eletromagnéticas que chegam simultaneamente ao receptor, somente aquelas que oscilam com determinada frequência resultarão em máxima absorção de energia.
O fenômeno descrito é a
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Frequência e velocidade das ondas
Por fim, continue sua revisão sobre ondas com a videoaula do professor Marcelo sobre frequência e velocidade das ondas:
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