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Exercícios sobre ondas periódicas

Exercícios de Física

Esta lista de exercícios testará seus conhecimentos sobre os principais elementos das ondas periódicas, a saber: equação, período, frequência, amplitude e comprimento de onda. Publicado por: Rafael Helerbrock
questão 1

(Ufes) A velocidade de uma onda sonora no ar é 340 m/s, e seu comprimento de onda é 0,340 m. Passando para outro meio, onde a velocidade do som é o dobro (680 m/s), os valores da frequência e do comprimento de onda no novo meio serão, respectivamente:

a) 400 Hz e 0,340 m

b) 500 Hz e 0,340 m

c) 1000 Hz e 0,680 m

d) 1200 Hz e 0,680 m

e) 1360 Hz 1,360 m

questão 2

(Ufac) - A velocidade do som no ar, a determinada temperatura, é de 340 m/s. Em média, o ouvido humano é capaz de ouvir sons entre 20 Hz e 20.000 Hz. Sendo assim, o som mais agudo (maior frequência) que o ouvido humano possui a capacidade de ouvir tem comprimento de onda igual a:

a) 20 cm

b) 20.000 cm

c) 17 mm

d) 17 cm

e) 17 dm

questão 3

Determinada onda apresenta uma distância de 20 cm entre suas cristas e período de 0,5 s. Assinale a alternativa que apresente corretamente sua frequência, velocidade de propagação e frequência angular, respectivamente.

a) 0,5 Hz; 0,10 m/s; 2 rad/s

b) 1 Hz; 1 m/s; 2 rad/s

c) 0,5 Hz; 0,10 m/s; 2π rad/s

d) 2 Hz; 0,40 m/s; 4π rad/s

e) 1 Hz; 0,10 m/s; π rad/s

questão 4

Uma função de onda é expressa pela equação:

Assinale a alternativa que apresente valores corretos de amplitude, período, comprimento de onda e velocidade de propagação, respectivamente.

a) 8 m, 2 s; 4 m; 2 m/s;

b) 8 m, 4 s; 2 m; 8 m/s;

c) 8 m, 4 s; 2 m; 4 m/s;

d) 8 m, 4 s; 2 m; 1 m/s;

e) 4 m, 8 s; 8 m; 2 m/s;

respostas
Questão 1

Letra C

A equação das ondas que relaciona velocidade de propagação, comprimento de onda e frequência é a seguinte:

De acordo com os dados do exercício, a velocidade de propagação da onda no primeiro meio é de 340 m/s, e seu comprimento de onda é de 0,340 m, logo:

A frequência de oscilação de onda não muda com a refração e depende somente da fonte das ondas. O comprimento de onda dessa oscilação pode ser calculado pela mesma equação utilizada anteriormente, mas com o novo valor de velocidade da onda:

Dessa forma:

λ = 0,680 m e f = 1000 Hz

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Questão 2

Letra C

Usamos a equação da dispersão da onda:

Usando os valores fornecidos pelo enunciado, temos que:

Se expressarmos o resultado obtido anteriormente na base decimal, perceberemos que:

0,017m = 17.10-3 m = 17 mm

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Questão 3

Letra D

A relação entre período e frequência é dada por:

Atribuindo os valores presentes no enunciado, temos:

Agora vamos fazer a multiplicação cruzada dos termos:

Encontramos assim a frequência de oscilação de 2 Hz. Em seguida, devemos utilizar a relação de dispersão das ondas para calcular sua velocidade de propagação:

Atribuindo os valores informados pelo enunciado do exercício, temos:

Logo, a velocidade de propagação dessa onda é de 0,40 m/s. Para calcular a frequência angular, utilizamos a seguinte relação:

Encontramos, portanto, a frequência angular de 4π rad/s.

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Questão 4

Letra A

A forma geral da equação das ondas periódicas é dada por:

Podemos identificar apenas observando o formato da equação fornecida no enunciado que:

  • A amplitude de oscilação da onda (A) é de 8 m;

  • Seu período (T) é de 2 s;

  • Seu comprimento de onda (λ) é de 4 m.

Para calcular a velocidade de propagação da onda, utilizamos a equação:

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