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16/16/8fáceis/médias/difíceis
Ensino Médio · 2º anonível
FísicaFenômenos Ondulatórios
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Questão 1Fácil
Óculos de sol polarizados são eficazes para reduzir o reflexo (brilho) da luz solar refletida em superfícies como água ou asfalto molhado porque:
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Gabarito: B) filtram a luz de acordo com o plano de vibração, bloqueando parte da luz refletida que se torna predominantemente polarizada em uma direção específica após a reflexão
A luz refletida em superfícies horizontais (como água) tende a ficar parcialmente polarizada na direção horizontal. Lentes polarizadas são fabricadas para bloquear a luz vibrando nessa direção específica, reduzindo bastante o brilho incômodo (reflexo) sem escurecer tanto o restante da cena.
Questão 2Fácil
O fenômeno em que uma onda contorna obstáculos ou se espalha ao passar por uma abertura estreita é chamado de:
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Gabarito: C) difração
A difração é a capacidade que as ondas têm de contornar obstáculos e se espalhar ao passar por fendas estreitas — é por isso que se consegue ouvir alguém falando do outro lado de uma esquina, mesmo sem enxergar a pessoa.
Questão 3Fácil
Ondas sonoras conseguem ser ouvidas mesmo quando a fonte está atrás de um obstáculo, como uma parede baixa, principalmente por causa do fenômeno de:
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Gabarito: B) difração, que faz o som contornar o obstáculo
A difração é mais perceptível quando o comprimento de onda é da mesma ordem de grandeza (ou maior) que o obstáculo. Como o som tem comprimentos de onda de centímetros a metros, ele difrata com facilidade ao redor de obstáculos comuns, como paredes e móveis — por isso é possível ouvir alguém mesmo sem vê-lo diretamente.
Questão 4Fácil
O fenômeno em que uma onda muda de direção e de velocidade ao passar de um meio para outro, sem retornar ao meio original, é chamado de:
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Gabarito: B) refração
A refração ocorre quando a onda atravessa a superfície de separação entre dois meios diferentes, mudando de velocidade (e, consequentemente, de direção, quando a incidência não é perpendicular) — como o "quebrar" aparente de um lápis mergulhado parcialmente em um copo d'água.
Questão 5Fácil
Ao mergulhar parcialmente um lápis em um copo com água, ele parece "quebrado" na superfície da água. Esse efeito visual é causado por:
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Gabarito: B) refração da luz, que muda de velocidade e direção ao passar do ar para a água
A luz vinda da parte submersa do lápis sofre refração ao sair da água e entrar no ar (mudando de velocidade e, portanto, de direção), criando a ilusão óptica de que o lápis está "quebrado" ou desalinhado na altura da superfície da água.
Questão 6Médio
Duas ondas sonoras de mesma frequência e amplitude, emitidas por duas fontes diferentes, chegam a um ponto Q com uma diferença de percurso de exatamente 2,5 comprimentos de onda. Nesse ponto, ocorre:
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Gabarito: B) interferência destrutiva, pois a diferença de percurso é um múltiplo ímpar de meio comprimento de onda
Uma diferença de percurso de 2,5λ equivale a 2λ + 0,5λ — os 2λ completos não alteram a relação de fase, restando efetivamente meio comprimento de onda de defasagem, que corresponde à condição de interferência destrutiva (oposição de fase entre as duas ondas).
Duas ondas sonoras de mesma frequência e amplitude, emitidas por duas fontes diferentes, chegam a um ponto P com uma diferença de percurso de exatamente 2 comprimentos de onda. Nesse ponto, ocorre:
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Gabarito: B) interferência construtiva, pois a diferença de percurso é um número inteiro de comprimentos de onda
Quando a diferença de percurso entre duas ondas coerentes é um número inteiro de comprimentos de onda (1λ, 2λ, 3λ...), as ondas chegam em fase no ponto de encontro, resultando em interferência construtiva — o som (ou, de forma análoga, a luz) fica mais intenso nesse ponto.
Questão 8Médio
A figura mostra dois pulsos idênticos se aproximando um do outro em uma corda, ambos para cima (mesma fase). No instante em que os pulsos se sobrepõem completamente, o que ocorre é:
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Gabarito: B) interferência construtiva, com o deslocamento da corda sendo a soma dos dois pulsos, resultando em uma crista maior
Como os dois pulsos estão em fase (ambos para cima), no instante em que se sobrepõem, o princípio da superposição faz com que os deslocamentos se somem ponto a ponto, resultando em um pulso momentaneamente maior que qualquer um dos originais — é a interferência construtiva. Depois de se cruzarem, os pulsos continuam seus trajetos originais, como se nada tivesse acontecido.
Questão 9Médio
Uma corda com uma extremidade fixa em uma parede recebe um pulso que se propaga em sua direção. Ao atingir a extremidade fixa, o pulso refletido retorna:
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Gabarito: B) invertido (para baixo, se o pulso original era para cima), pois a extremidade fixa não pode se mover
Quando uma onda se reflete em uma extremidade fixa (que não pode se mover), o pulso refletido retorna invertido: se o pulso incidente estava deslocado para cima, o refletido estará para baixo, e vice-versa. Isso ocorre porque a extremidade fixa exerce uma força de reação sobre a corda, na direção oposta ao deslocamento do pulso incidente.
Questão 10Médio
Um morcego usa ecolocalização, emitindo sons de alta frequência (ultrassom) e interpretando os ecos refletidos por obstáculos para se orientar no escuro. O uso de frequências muito altas (comprimentos de onda muito curtos) para essa finalidade é vantajoso porque:
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Gabarito: B) comprimentos de onda curtos difratam menos ao redor de pequenos obstáculos, permitindo detectar objetos pequenos com mais precisão (melhor resolução)
Quanto menor o comprimento de onda em relação ao tamanho do objeto, menos a onda difrata ao redor dele e mais nitidamente ela é refletida de volta — permitindo detectar objetos pequenos (como insetos) com boa resolução. É o mesmo princípio por trás do uso de ultrassom em exames médicos e sonares de alta resolução.
Questão 11Difícil
Considere duas ondas sonoras coerentes de mesma amplitude A, com uma diferença de fase Δφ entre elas ao se encontrarem em um ponto. A amplitude resultante da superposição depende de Δφ. Quando Δφ = 0 (ondas em fase), a amplitude resultante é 2A (interferência construtiva total). Quando Δφ corresponde a uma diferença de percurso de exatamente 1 comprimento de onda, a amplitude resultante será:
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Gabarito: C) 2A (mesma amplitude da interferência construtiva total, pois 1λ representa um ciclo completo de defasagem, equivalente a estar em fase)
Uma diferença de percurso de exatamente 1 comprimento de onda (1λ) corresponde a uma volta completa no ciclo da onda (360° de defasagem), o que é fisicamente equivalente a uma defasagem de 0° — ou seja, as ondas voltam a estar em fase. Por isso, a amplitude resultante nessa condição também é 2A, mesma situação da interferência construtiva com diferença de percurso nula.
Questão 12Difícil
Um observador percebe que, ao se aproximar de uma fonte sonora fixa e depois se afastar dela, a frequência percebida do som muda (mais aguda ao se aproximar, mais grave ao se afastar), mesmo que a fonte esteja emitindo sempre na mesma frequência. Esse fenômeno, chamado efeito Doppler, ocorre porque:
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Gabarito: B) o movimento relativo entre fonte e observador altera a frequência das ondas sonoras efetivamente captadas pelo observador, mesmo com a frequência de emissão da fonte constante
O efeito Doppler ocorre porque o movimento relativo entre fonte e observador altera a taxa com que as frentes de onda chegam ao observador — ao se aproximar, o observador encontra as frentes de onda com mais frequência (percebendo um som mais agudo); ao se afastar, encontra com menos frequência (som mais grave) — mesmo que a fonte continue emitindo exatamente na mesma frequência original. É o mesmo princípio usado em radares de trânsito, que medem a velocidade de veículos pela mudança de frequência de ondas refletidas.
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