Mini Teste 4 - 11F

1.   A figura seguinte mostra uma corda a intervalos de tempo regulares e sucessivos de 0,10 s.

1.1.  Com base na situação representada, pode concluir-se que…

• (A)   o sinal que se propaga é periódico.

• (B)   a perturbação originou uma onda que transporta energia.

• (C)   partes da corda se moveram na vertical, dando origem a uma onda longitudinal.

• (D)   o comprimento de onda é .

Answer explanation

1.1 (B)

Na corda propaga-se um pulso transversal, sem periodicidade, e que transporta energia.

1.   A figura seguinte mostra uma corda a intervalos de tempo regulares e sucessivos de 0,10 s.

1.2. Dado que as imagens da corda foram representadas a intervalos regulares, segue-se que…

• (A)   o ponto P se move para a direita.

• (B)   o ponto P se move para a esquerda.

• (C)   após a perturbação chegar a P passam 0,10 s para ficar na posição registada.

• (D)   a velocidade de propagação, na unidade SI, é dada pela expressão .

Answer explanation

1.2 (D)

O ponto P não avança nem recua, apenas sobe e desce. A velocidade é

𝑣 = 𝑑.∆𝑡 = 𝑑/0,1 = 10 x 𝑑

2.   Sobre as ondas pode afirmar-se que…

• (A)   a velocidade de uma onda mecânica depende de características do meio de propagação.

• (B)   a propagação de uma onda acompanha-se de uma transferência de matéria e de energia.

• (C)   as ondas eletromagnéticas no vazio podem ser transversais ou longitudinais.

• (D)   a amplitude de uma onda periódica é diretamente proporcional à sua velocidade de propagação.

Answer explanation

2. (A)

Em geral, a velocidade de uma onda depende de características do meio de propagação, mas não depende da sua amplitude. Na sua propagação no meio, a propagação da onda é acompanhada de transferência de energia, no entanto, não transfere matéria. As ondas eletromagnéticas são transversais no vazio e, em geral, nos meios materiais também.

3.   A figura a seguir representa uma onda sinusoidal, na superfície da água, e uma boia que efetua 15 oscilações verticais por minuto.

3.1   A frequência, o comprimento de onda e a velocidade de propagação são, respetivamente:

• (A)   0,25 Hz, 40 m e 10 m s^-1.

• (B)   0,25 Hz, 40 m e 160 m s^-1.

• (C)   15 Hz, 4 m e 60 m s^-1.

• (D)   15 Hz, 4 m e 0,27 m s^-1.

Answer explanation

1.1 (A)

A frequência 𝑓=15/60 = 0,25Hz; o comprimento de onda, λ, é a distância mínima entre dois vales, 40 m; a velocidade de propagação

𝑣 =𝜆.𝑓 = 10 m s⁻¹

3.   A figura a seguir representa uma onda sinusoidal, na superfície da água, e uma boia que efetua 15 oscilações verticais por minuto.

3.2   Na unidade SI, a oscilação de um ponto da superfície da água pode ser descrita pela expressão:

Answer explanation

1.2 (D)

A amplitude é metade da distância vertical entre uma crista e um vale.

𝑦 =𝐴 sin(2𝜋𝑓𝑡) = 2sin(2𝜋0,25𝑡)

2.   4. A figura representa ondas produzidas numa tina de ondas. Em ambas as situações, I e II, o gerador de ondas foi ajustado para oscilar com a mesma amplitude e o nível de água foi o mesmo.

As zonas escuras representam cristas e as zonas claras representam vales. A distância entre os pontos A e B é 20,0 cm.

Para a situação I elaborou-se o gráfico da oscilação do gerador de ondas em função do tempo.

4.1   Analisando a informação fornecida e a figura, pode afirmar-se que…

• (A) na situação I, o comprimento de onda é 0,01 m.

• (B) a frequência de oscilação é maior na situação I.

• (D) na situação I, o período é 0,05 s.

Answer explanation

4.1 (C)

Em 20,0 cm cabem 5 c.d.o para a situação I e 8 para a situação II. Os c.d.o. são, respetivamente, 0,04 m e 0,025 m. A velocidade é igual em ambas as situações, porque o meio mantém as mesmas características. Para a situação I o período é 0,01 s. Como 𝑣=𝜆𝑇=𝜆𝑓, as relações do período e da frequência com o comprimento de onda é, respetivamente, de proporcionalidade direta e inversa.

2.4.2   Na situação I,…

• (A)   a energia transferida por unidade de tempo para a água é menor do que na situação II.

• (B)   a velocidade de propagação da onda é 40 cm s^-1.

• (C)   o número de oscilações por minuto é 100.

• (D)   a velocidade de propagação da onda é 1,6 vezes maior do que na situação II.

Answer explanation

4.2 (A)

𝑣=𝜆𝑇=0,040 x0,01 =4 ms⁻¹= 400 cms⁻¹ e 𝑓=1/0,01 =100Hz = 100/1s×60 s/1 min=

=6000 oscilações por minuto.

Com iguais amplitudes, a energia transferida é menor para menores frequências, situação I.

2.3   4.3 A expressão que permite calcular a velocidade de propagação é…

Answer explanation

4.3 (B)

A velocidade é contante e igual a 𝑣 = 𝑑/𝑡 =0,200/0,05.