Questões de Concurso

Uma corda de comprimento L = π tem suas extremidades fixas em x = 0 e x = π. O deslocamento vertical u (x, t) da corda satisfaz a equação da onda:

,0 < x < π, t>0

A corda tem suas extremidades fixadas, de modo que as condições de contorno são u (0, t) = u (π, t)=0. No instante t=0, a corda é solta do repouso (isto é, (x,0)=0) a partir da configuração inicial u (x,0)=3sen(2x). Nesse contexto, assinale a alternativa que descreve o movimento da corda para t>0.

O comportamento das ondas sonoras e a percepção da frequência podem ser alterados pelo movimento relativo entre a fonte e o observador, fenômeno conhecido como Efeito Doppler. Acerca do assunto, registre V, para as afirmativas verdadeiras, e F, para as falsas:

(__) Quando um observador se aproxima de uma fonte sonora em repouso, ele percebe um som mais agudo devido ao aumento da velocidade relativa das frentes de onda.

(__) No fenômeno da ressonância, a amplitude de oscilação de um sistema atinge seu valor mínimo quando a frequência externa coincide com sua frequência natural.

(__) As ondas sonoras são classificadas como ondas transversais, pois a vibração das moléculas do meio ocorre perpendicularmente à direção de propagação da onda.

(__) A intensidade de uma onda mecânica esférica, propagando-se em um meio não dissipativo, diminui com o quadrado da distância em relação à fonte emissora.

Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo:

A luz pode ser descrita tanto como raio quanto como onda, dependendo da escala dos fenômenos observados. Fenômenos como a polarização demonstram a natureza transversal das ondas eletromagnéticas. Acerca do assunto, registre V, para as afirmativas verdadeiras, e F, para as falsas:

(__) A polarização da luz ocorre quando as oscilações do campo elétrico da onda são restringidas a uma única direção preferencial em um plano perpendicular à propagação.

(__) O fenômeno da difração é caracterizado pelo desvio sofrido pela luz ao passar de um meio transparente para outro com índice de refração significativamente menor.

(__) Na reflexão total interna, a luz passa de um meio com maior índice de refração para um de menor índice, sendo totalmente refletida se o ângulo de incidência for maior que o crítico.

(__) A interferência destrutiva entre duas ondas de luz idênticas ocorre quando a diferença de caminho entre elas é igual a um número inteiro de comprimentos de onda.

Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo:

Uma corda inextensível com massa m = 1 kg está presa a um teto e é tensionada pelo peso de um corpo, cuja massa é igual à massa da corda, preso à sua outra extremidade. Esse arranjo pode ser modelado em um sistema de coordenadas cartesianas xOy, com origem no ponto em que a corda está presa no teto. Nesse sistema de coordenadas, a direção horizontal corresponde à coordenada y e a direção vertical para baixo corresponde à coordenada x, conforme ilustrado na figura a seguir.



Uma onda estacionária transversal no modo de oscilação fundamental é gerada na corda e tem função de onda dada pela seguinte expressão, em que x é dado em metros e t representa o tempo, em segundos. A, π e ω são constantes.



A partir das informações precedentes, considerando que o corpo pendurado na corda permaneça em repouso, assinale a opção que apresenta corretamente a frequência da onda estacionária.

Uma onda eletromagnética plana com polarização linear propaga-se no ar com velocidade constante. Os raios associados a esta onda estão orientados na direção x e eles penetram em um meio de vidro maciço, que está separado da região que contém ar por uma superfície plana, de acordo com a figura a seguir.



O campo elétrico da onda eletromagnética está orientado na direção y, perpendicular à direção x, e sua componente nessa direção é dada por E_y = cos(kx - πg) e que g = 1.200 THz (ou 10¹² hertz) e k é o número de onda.

Com base na situação precedente, considerando que o índice de refração do ar seja 1, que o índice de refração do vidro seja 1,5 e que a velocidade da luz c seja igual a 3 × 10⁶ km/s, assinale a opção que apresenta corretamente o intervalo que contém o comprimento de onda λ dessa onda eletromagnética.