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Enem: lista de exercícios sobre ondas, fenômenos ondulatórios e acústica

Exercícios de Física

Com esta lista de exercícios, você pode testar seus conhecimentos sobre ondas, bem como sobre fenômenos ondulatórios e acústica. Publicado por: Sostag
questão 1

(Enem 2018)   O sonorizador é um dispositivo físico implantado sobre a superfície de uma rodovia de modo que provoque uma trepidação e ruído quando da passagem de um veículo sobre ele, alertando para uma situação atípica à frente, como obras, pedágios ou travessia de pedestres. Ao passar sobre os sonorizadores, a suspensão do veículo sofre vibrações que produzem ondas sonoras, resultando em um barulho peculiar. Considere um veículo que passe com velocidade constante igual a 108 km/h sobre um sonorizador cujas faixas são separadas por uma distância de 8 cm.

Disponível em: www.denatran.gov.br.
Acesso em: 2 set. 2015 (adaptado).

A frequência da vibração do automóvel percebida pelo condutor durante a passagem nesse sonorizador é mais próxima de:

a) 8,6 hertz.

b) 13,5 hertz.

c) 375 hertz.

d) 1 350 hertz.

e) 4 860 hertz.

questão 2

(Enem 2017) A epilação a laser (popularmente conhecida como depilação a laser) consiste na aplicação de uma fonte de luz para aquecer e causar uma lesão localizada e controlada nos folículos capilares. Para evitar que outros tecidos sejam danificados, selecionam-se comprimentos de onda que são absorvidos pela melanina presente nos pelos, mas que não afetam a oxi-hemoglobina do sangue e a água dos tecidos da região em que o tratamento será aplicado. A figura mostra como é a absorção de diferentes comprimentos de onda pela melanina, oxi-hemoglobina e água.

MACEDO, F. S.; MONTEIRO, E. O. Epilação com laser e luz intensa pulsada.
Revista Brasileira de Medicina. Disponível em: www.moreirajr.com.br.
Acesso em: 4 set. 2015 (adaptado).

Gráfico mostra absorção de diferentes comprimentos de onda pela melanina, oxi-hemoglobina e água.

Qual é o comprimento de onda, em nm, ideal para a epilação a laser?

a) 400

b) 700

c) 1 100

d) 900

e) 500

questão 3

(Enem 2017) O osciloscópio é um instrumento que permite observar uma diferença de potencial (ddp) em um circuito elétrico em função do tempo ou em função de outra ddp. A leitura do sinal é feita em uma tela sob a forma de um gráfico tensão X tempo.

BOMFIM, M. Disponível em: www.ufpr.br.
Acesso em: 14 ago. 2012 (adaptado).

Gráfico da tensão X tempo para indicar leitura de sinal feita em osciloscópio — questão Enem 2017

A frequência de oscilação do circuito elétrico estudado é mais próxima de:

a) 300 Hz.

b) 250 Hz.

c) 200 Hz.

d) 150 Hz.

e) 125 Hz.

questão 4

(Enem PPL 2016) A corrida dos 100 m rasos é uma das principais provas do atletismo e qualifica o homem mais rápido do mundo. Um corredor de elite foi capaz de percorrer essa distância em 10 s, com 41 passadas. Ele iniciou a corrida com o pé direito.

O período de oscilação do pé direito desse corredor foi mais próximo de:

a) 1/10 s.

b) 1/4 s.

c) 1/2 s.

d) 2 s.

e) 4 s.

questão 5

(Enem 2016) O morcego emite pulsos de curta duração de ondas ultrassônicas, os quais voltam na forma de ecos após atingirem objetos no ambiente, trazendo informações a respeito das suas dimensões, suas localizações e dos seus possíveis movimentos. Isso se dá em razão da sensibilidade do morcego em detectar o tempo gasto para os ecos voltarem, bem como das pequenas variações nas frequências e nas intensidades dos pulsos ultrassônicos. Essas características lhe permitem caçar pequenas presas mesmo quando estão em movimento em relação a si. Considere uma situação unidimensional em que uma mariposa se afasta, em movimento retilíneo e uniforme, de um morcego em repouso.

A distância e velocidade da mariposa, na situação descrita, seriam detectadas pelo sistema de um morcego por quais alterações nas características dos pulsos ultrassônicos?

a) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida diminuída.

b) Intensidade aumentada, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida diminuída.

c) Intensidade diminuída, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida aumentada.

d) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada.

e) Intensidade aumentada, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada.

questão 6

(Enem 2016) As notas musicais podem ser agrupadas de modo a formar um conjunto. Esse conjunto pode formar uma escala musical. Entre as diversas escalas existentes, a mais difundida é a escala diatônica, que utiliza as notas denominadas , , mi, , sol, e si. Essas notas estão organizadas em ordem crescente de alturas, sendo a nota a mais baixa e a nota si a mais alta. Considerando uma mesma oitava, a nota si é a que tem menor:

a) amplitude.

b) frequência.

c) velocidade.

d) intensidade.

e) comprimento de onda.

questão 7

(Enem 2013) Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana. 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.

Ilustração de pessoas realizando a chamada “ola mexicana”

Calcula-se que a velocidade de propagação dessa “onda humana” é 45 km/h e que cada período de oscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente distanciadas entre si por 80 cm.

Disponível em: www.ufsm.br. Acesso em 7 dez. 2012 (adaptado)

Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de:

a) 0,3.

b) 0,5.

c) 1,0.

d) 1,9.

e) 3,7.

questão 8

(Enem 2013) 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:

a) terem fases opostas.

b) serem ambas audíveis.

c) terem intensidades inversas.

d) serem de mesma amplitude.

e) terem frequências próximas.

questão 9

(Enem 2013) Em um violão afinado, quando se toca a corda Lá com seu comprimento efetivo (harmônico fundamental), o som produzido tem frequência de 440 Hz. Se a mesma corda do violão é comprimida na metade do seu comprimento, a frequência do novo harmônico:

a) se reduz à metade, porque o comprimento de onda dobrou.

b) dobra, porque o comprimento de onda foi reduzido à metade.

c) quadruplica, porque o comprimento de onda foi reduzido à metade.

d) quadruplica, porque o comprimento de onda foi reduzido à quarta parte.

e) não se modifica, porque é uma característica independente do comprimento da corda que vibra.

questão 10

(Enem 2013) Visando reduzir a poluição sonora de uma cidade, a Câmara de Vereadores aprovou uma lei que impõe o limite máximo de 40 dB (decibéis) para o nível sonoro permitido após as 22 horas. Ao aprovar a referida lei, os vereadores estão limitando qual característica da onda?

a) A altura da onda sonora.

b) A amplitude da onda sonora.

c) A frequência da onda sonora.

d) A velocidade da onda sonora.

e) O timbre da onda sonora.

questão 11

(FM Petrópolis RJ/2021) Em um laboratório de ondas, uma das extremidades de uma corda homogênea é fixada na parede, e são gerados dois pulsos na corda, como mostra a figura abaixo.

Ilustração de pulsos gerados em corda fixada em parede.

A superposição entre a reflexão do primeiro pulso e o segundo pulso incidente gera:

a) uma interferência construtiva.

b) a refração dos pulsos.

c) a polarização dos pulsos.

d) uma interferência destrutiva.

e)  a difração dos pulsos.

questão 12

(Uncisal /2020) Leia a seguinte situação descrita por um aluno ao seu professor de física.

Professor, a minha casa fica próxima a um morro. Do outro lado do morro, existe uma antena de rádio e, próximo a ela, um holofote. Não tenho nenhuma dificuldade em sintonizar o sinal da emissora de rádio, mas não consigo ver a luz emitida pelo holofote. Sei que as ondas emitidas pela antena e pelo holofote são ambas eletromagnéticas; sei também que diversos fenômenos que ocorrem com as ondas eletromagnéticas dependem da frequência da onda. Mas, então, professor, qual propriedade física explica esse fenômeno?

Figura I: emissora de rádio
Figura I: emissora de rádio
Figura II: holofote
Figura II: holofote

Considerando-se as figuras I e II, que ilustram a situação descrita pelo aluno, qual é a propriedade ondulatória que explica o fenômeno descrito?

a) Refração, que ocorre quando há mudança na direção de propagação de uma onda sonora.

b) Ressonância, que relaciona a frequência da onda às dimensões físicas da região de propagação.

c) Interferência, que ocorre quando ondas eletromagnéticas de diferentes frequências se sobrepõem.

d) Linearidade, que é a capacidade de uma onda se propagar sempre em linha reta em meios homogêneos.

e) Difração, que explica a capacidade de uma onda contornar obstáculos conforme seu comprimento de onda.

questão 13

(Enem 2020) Alguns modelos mais modernos de fones de ouvido têm um recurso, denominado “cancelador de ruídos ativo”, constituído de um circuito eletrônico que gera um sinal sonoro semelhante ao sinal externo (ruído), exceto pela sua fase oposta. Qual fenômeno físico é responsável pela diminuição do ruído nesses fones de ouvido?

a) Difração.

b) Reflexão.

c) Refração.

d) Interferência.

e) Efeito Doppler.

questão 14

(Enem 2020) Alguns cinemas apresentam uma tecnologia em que as imagens dos filmes parecem tridimensionais, baseada na utilização de óculos 3D. Após atravessar cada lente dos óculos, as ondas luminosas, que compõem as imagens do filme, emergem vibrando apenas na direção vertical ou apenas na direção horizontal. Com base nessas informações, o funcionamento dos óculos 3D ocorre por meio do fenômeno ondulatório de:

a) difração.

b) dispersão.

c) reflexão.

d) refração.

e) polarização.

questão 15

(IFMT 2018) O nosso cotidiano é repleto de fenômenos físicos que nos auxiliam nas mais diversas atividades. Dentre eles, destacam-se as ondas, que surgem quando um sistema é deslocado de sua posição de equilíbrio e a perturbação se propaga de uma região para outra do sistema transportando apenas energia. Quando uma onda que se propaga muda de meio ou encontra um obstáculo, ela interage com o meio, o que gera alguns comportamentos específicos, chamados de fenômenos ondulatórios. Os fenômenos ondulatórios estão presentes nas ondulações em um lago, nos sons musicais que você pode ouvir, na transmissão dos jogos de futebol e até nas mensagens enviadas via redes sociais.

Ilustração de fenômeno ondulatório  em enunciado de questão do IFMT 2018

O fenômeno ondulatório melhor representado no esquema da figura acima é o da:

a) reflexão.

b) dispersão.

c) refração.

d) difração.

e) polarização.

questão 16

(Unifenas 2020) É possível quebrar uma taça de vidro com um grito, como muitos já observaram ou escutaram a respeito.

Esquema ilustrativo de taça de vidro se quebrando.

(Disponível em: < https://futurism.com/science-sound-breaking-glass-panes-car-speakers>.
Acesso em: 11 de ago. De 2019)

Contudo, diferente do que se pensa, não é a energia colocada no grito que irá determinar se a taça irá quebrar. O que importa mesmo é a altura da onda sonora emitida. Tal fenômeno ondulatório é conhecido como:

a) difração.

b) interferência.

c) polarização.

d) refração.

e) ressonância.

questão 17

(Unifenas 2019) Ao dedilhar as cordas de um violão, surgem ondas estacionárias. Considere que a corda seja tracionada com uma força de 100 N e que a densidade linear da corda seja de 10 gramas por metro. Qual a velocidade da propagação da onda?

Braço de um violão

Disponível em: https://pt.wikihow.com/Afinar-um-Viol%C3%A3o

a) 10 m/s.

b) 20 m/s.

c) 60 m/s.

d) 80 m/s.

e) 100 m/s.

questão 18

(Mackenzie 2020) As caixas de som portáteis, como a da imagem a seguir, estão ficando cada vez mais comuns entre os jovens. Além de terem um design moderno, possuem conexão sem fio (Bluetooth) com os smartfones, oferecem várias horas contínuas de áudio de qualidade e algumas são a prova d’água.

Caixa de som portátil

A resposta de frequência dos sons produzidos por uma dessas caixas portáteis é de 70 Hz até 20 kHz. Os comprimentos de onda dessa faixa de frequência, que pode ser produzida pela caixa, são de aproximadamente:

Dados:

  • Considerar como meio de propagação o ar.
  • Velocidade de propagação do som no ar: vs = 340 m/s.

a) 0,70 m – 20 m

b) 0,70 m – 0,017 m

c) 4,8 m – 17 m

d) 0,48 m – 20 m

e) 4,8 m – 0,017 m

questão 19

(Famerp 2020) Nos equipamentos eletrônicos que emitem ondas sonoras, geralmente, há um dispositivo que permite controlar o volume do som.

Diposnível em: (https://cidadeazulnoticias.com.br.)

Botão para controlar volume de som em equipamento eletrônico

Quando mudamos o volume do som, necessariamente, altera-se, na onda sonora emitida,

a) o período.

b) o comprimento de onda.

c) a frequência.

d) o timbre.

e) a amplitude.

questão 20

(Mackenzie 2019) O gráfico a seguir representa uma onda sonora que se propaga com uma velocidade de 340 m/s.

Gráfico de onda sonora com velocidade de 340 m/s

Sabendo que o ser humano, em média, consegue ouvir sons de frequência em um espectro de 20 Hz até 20000 Hz, essa onda sonora:

a) não pode ser ouvida pelo ser humano, pois apresenta frequência igual a 34000 Hz.

b) não pode ser ouvida pelo ser humano, pois apresenta frequência igual a 22000 Hz.

c) pode ser ouvida pelo ser humano, pois apresenta frequência de aproximadamente 11300 Hz.

d) pode ser ouvida pelo ser humano, pois apresenta frequência de aproximadamente 113 Hz.

e) pode ser ouvida pelo ser humano, pois apresenta frequência igual a 340 Hz.

respostas
Questão 1

Letra C.

v =  108  
    3,6

T =  0,08
      30

f =  1 
     T

f =  30  
    0,08

 f = 375 Hz

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Questão 2

Letra B.

Devemos procurar um comprimento de onda com a menor absorção da oxi-hemoglobina possível e que tenha absorção pela melanina, que ocorre para um comprimento de onda de 700 nm.

Análise do gráfico para absorção de comprimentos de onda pela melanina, oxi-hemoglobina e água — resposta questão Enem 2017.

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Questão 3
Questão 4

Letra C.

A primeira passada foi com o pé direito, então foram 21 passadas com o pé direito e 20 passadas com o pé esquerdo.

T =                 tempo total                   
        n.º de repetições do fenômeno

T =   10 
      21

Dividindo o numerador e o denominador por 10:

T =  1  
     2,1

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Questão 5

Letra A.

  • “Intensidade diminuída”, pois a onda refletida transporta somente uma parte da energia total, logo o som do eco é mais fraco.

  • “Tempo de retorno aumentado”, pois, como temos o afastamento entre o morcego e a mariposa, as ondas necessitam percorrer uma distância cada vez maior, gastando, assim, mais tempo.

  • “Frequência percebida diminuída”, pois, de acordo com o efeito Doppler, quando temos um afastamento relativo entre o morcego e a mariposa, as ondas são detectadas com uma frequência aparente menor que a frequência original.

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Questão 6

Letra E. Ela possui a maior frequência (f), e o comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência, então, das notas citadas no texto acima, ela possui o menor comprimento de onda.

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Questão 7

Letra C.

Ilustração da distância percorrida em ola mexicana — resolução questão Enem 2013

Como são 16 pessoas, o comprimento de onda será 15x80 cm.

Comprimento de onda = 1200 cm = 12 m

Cálculo de frequência em hertz de ola mexicana

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Questão 8

Letra E. Para que duas ondas sofram interferência, elas devem ter a mesma origem e frequências iguais ou próximas.

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Questão 9

Letra B.

Ilustração para demonstrar comportamento de comprimento de onda estacionária — questão Enem 2013

Fórmulas para cálculo de comprimento de onda

Comprimindo a corda pela metade, temos:

Comprimento de onda com corda pela metade

Como a velocidade de propagação da onda nos dois casos é a mesma, temos:

Cálculo de frequência do novo harmônico formado

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Questão 10

Letra B. 40dB é o nível sonoro, que está relacionado com a intensidade do som (I), que, por sua vez, está relacionada com a potência (razão entre energia e tempo). De acordo com a equação da onda, a grandeza que nos fornece informação sobre a quantidade de energia que a onda transporta é a AMPLITUDE.

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Questão 11

Letra D. Como a corda está fixa, o primeiro pulso, ao ser refletido, inverte sua fase e, ao encontrar com o segundo pulso, sofre interferência destrutiva.

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Questão 12

Letra E. A habilidade de uma onda contornar obstáculos está relacionada com o fenômeno de difração. Sempre que você observar uma onda “espalhar-se” ao passar por uma fenda ou uma barreira, está ocorrendo esse fenômeno.

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Questão 13

Letra D. Os fones emitem ondas em oposição de fase com as ondas indesejadas (ruído), interferindo, assim, de forma destrutiva.

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Questão 14

Letra E. Da tela do cinema 3D saem dois filmes, e as lentes polarizadas dos óculos só permitem a passagem de um tipo de onda para o olho direito e de outro tipo de onda para o olho esquerdo, ou seja, cada olho recebe informações diferentes e o nosso cérebro faz a superposição das imagens, dando-nos a impressão de que os objetos saltam para fora da tela do cinema.

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Questão 15

Letra D. A habilidade de uma onda contornar obstáculos está relacionada com o fenômeno de difração. Sempre que você observar uma onda “espalhar-se” ao passar por uma fenda ou uma barreira, trata-se do fenômeno de difração.

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Questão 16

Letra E. Quando uma onda sonora potencializa a vibração natural da taça, nós dizemos que a taça entrou em ressonância.

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Questão 17
Questão 18
Questão 19

Letra E. Aumentar o “volume” implica os alto-falantes emitirem um som mais forte, transportando mais energia, o que está relacionado com a amplitude. O volume do som está ligado à sua intensidade, que, por sua vez, está ligada à sua amplitude.

Observação: Na realidade, a intensidade I do som depende de sua amplitude e também de sua frequência f.

I = k a2 f2

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Questão 20

Letra C.

 

Cálculo de frequência de onda sonora com velocidade de 340 m/s.

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