12 questões abertas com gabarito e comentário (de 40 no banco do Benshuu). Toque numa alternativa pra ver se acertou, ou abra o gabarito direto.
As ondas que se formam na superfície de um lago, quando uma pedra é jogada nele, são classificadas, quanto à propagação espacial, como:
Gabarito: B) bidimensionais
As ondas se espalham em círculos concêntricos sobre a superfície plana da água — ocupam duas dimensões (comprimento e largura da superfície), por isso são chamadas de bidimensionais.
Quanto à direção de propagação no espaço, uma onda em uma corda esticada é considerada:
Gabarito: A) unidimensional, pois se propaga ao longo de uma única direção (a corda)
A onda em uma corda se propaga apenas ao longo do comprimento da corda, uma única direção — por isso é classificada como unidimensional. Já as ondas na superfície da água (bidimensionais) se espalham em um plano, e o som no ar (tridimensional) se espalha em todas as direções do espaço.
A frequência (f) de uma onda é medida em hertz (Hz) e representa:
Gabarito: B) o número de ciclos completos que ocorrem em um segundo
1 Hz equivale a 1 ciclo por segundo. A frequência mede quantos ciclos completos a onda realiza em cada segundo, sendo o inverso do período: f = 1/T.
A amplitude de uma onda está diretamente relacionada:
Gabarito: B) à energia transportada pela onda — quanto maior a amplitude, mais energia é transportada
A amplitude é a distância máxima que um ponto do meio se afasta da posição de equilíbrio, e está ligada à quantidade de energia transportada pela onda: ondas de maior amplitude carregam mais energia (por isso um terremoto de amplitude maior é mais destrutivo que um tremor fraco).
Uma onda tem período T = 0,5 s. Sua frequência é de:
Gabarito: C) 2 Hz
Como f = 1/T, temos f = 1/0,5 = 2 Hz. Um erro comum é inverter a relação e responder 0,5 Hz, confundindo período com frequência.
A figura mostra uma onda periódica se propagando em uma corda. Com base nela, é correto identificar a amplitude, o comprimento de onda e o período de forma que:
Gabarito: B) a amplitude é a distância vertical máxima até a posição de equilíbrio, e o comprimento de onda é a distância horizontal entre duas cristas consecutivas
Em um gráfico de deslocamento (eixo vertical) por posição (eixo horizontal), a amplitude corresponde à altura máxima da crista (ou profundidade do vale) em relação à linha de equilíbrio, enquanto o comprimento de onda é medido horizontalmente, como a distância entre duas cristas consecutivas. O período, por outro lado, só pode ser obtido de um gráfico de deslocamento por tempo, não por posição.
Uma corda de violão vibrando emite um som que se propaga pelo ar até o ouvido de um ouvinte. Sobre essa cadeia de eventos, é correto afirmar que:
Gabarito: B) a vibração transversal da corda gera, no ar ao redor, uma onda sonora longitudinal, com a mesma frequência da corda
A corda vibra transversalmente (para os lados, perpendicular ao seu comprimento), e essa vibração empurra as moléculas de ar ao redor, gerando uma onda sonora longitudinal que se propaga pelo ar com a mesma frequência da vibração da corda — é essa frequência que determina a nota musical ouvida.
Um pêndulo simples oscila com frequência f. Se a massa do pêndulo for dobrada, mantendo o comprimento do fio constante, a frequência de oscilação:
Gabarito: C) permanece praticamente a mesma, pois a frequência do pêndulo simples não depende da massa
A frequência de oscilação de um pêndulo simples depende apenas do comprimento do fio e da aceleração da gravidade local (f = (1/2π)·√(g/L)), sendo independente da massa presa ao fio — um fato contraintuitivo, mas bem estabelecido, e que costuma ser cobrado justamente por contrariar a intuição inicial de muitos estudantes.
Comparando uma onda de rádio (eletromagnética) e uma onda sonora (mecânica) de mesma frequência, é correto afirmar que:
Gabarito: B) a onda de rádio se propaga muito mais rápido, pois viaja à velocidade da luz, enquanto o som depende do meio (muito mais lento)
A velocidade de uma onda eletromagnética no vácuo é a velocidade da luz (≈ 300.000 km/s), enquanto o som se propaga no ar a apenas cerca de 340 m/s — uma diferença de quase um milhão de vezes. Ter a mesma frequência não implica ter a mesma velocidade, já que a natureza física das duas ondas é completamente diferente.
Duas ondas idênticas, uma se propagando no ar e outra na água, são emitidas pela mesma fonte sonora, com a mesma frequência. É correto afirmar que, ao mudar de meio:
Gabarito: B) a frequência permanece a mesma, pois é determinada pela fonte que gera a onda, não pelo meio
A frequência de uma onda é determinada pela fonte que a produz (o que está vibrando) e permanece constante mesmo que a onda mude de meio. O que muda, ao trocar de meio, é a velocidade de propagação — e, como consequência, o comprimento de onda.
Em um experimento, uma onda em uma corda tem sua frequência dobrada pela fonte, enquanto a tensão da corda (e, portanto, a velocidade de propagação) é mantida constante. O novo comprimento de onda, em relação ao original, será:
Gabarito: B) a metade do original
Como v = λf e a velocidade é mantida constante (v = λ₁f₁ = λ₂f₂), se a frequência dobra (f₂ = 2f₁), o comprimento de onda deve reduzir-se à metade para que o produto λ·f continue igual à mesma velocidade: λ₂ = λ₁/2. Esse é o raciocínio inverso do problema anterior, e costuma confundir quem memoriza 'λ e f são proporcionais' sem entender que essa proporcionalidade é direta apenas quando v é o que varia, e inversa quando v é mantida fixa.
Duas fontes sonoras, A e B, emitem ondas de mesma amplitude, mas a fonte A emite com frequência 4 vezes maior que a fonte B. Sabendo que a energia transportada por uma onda é proporcional ao quadrado da amplitude e ao quadrado da frequência, a razão entre a energia da onda A e a energia da onda B é de:
Gabarito: D) 16 vezes maior
A energia é proporcional ao quadrado da amplitude e ao quadrado da frequência (E ∝ A²f²). Como a amplitude é igual nas duas ondas, o fator de amplitude se cancela na razão, restando apenas o fator de frequência: se f_A = 4·f_B, então E_A/E_B = (f_A/f_B)² = 4² = 16. Um erro comum é aplicar apenas a proporcionalidade direta (4 vezes), esquecendo do quadrado na relação com a frequência.
Aqui você viu 12 das 40 questões do tópico. No Benshuu dá pra fazer todas, num simulado que sorteia primeiro o que você ainda erra, com correção na hora, XP e revisão dos erros.
BENSHUU