Unesp · Física

Questões de Ondulatória e acústica da Unesp

7 questões oficiais da Unesp sobre Ondulatória e acústica, de 2016 a 2025, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 3 fáceis, 4 médias.

Treine Ondulatória e acústica com 7 questões da Unesp

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4 questões de Ondulatória e acústica resolvidas

Questão 1 · Unesp 2025 · Questão 81média

Um garoto está brincando com uma corda apoiada no solo horizontal e presa em um pino vertical. O garoto produz dois pulsos transversais completos na corda, fazendo-a oscilar sobre o solo com frequência de 3 Hz, conforme a figura.

Se o atrito entre a corda e o solo puder ser desconsiderado, a partir da configuração mostrada na figura, a onda formada atingirá o pino vertical depois de

A
1,5 s.
B
2,5 s.
C
2,0 s.
D
3,0 s.
E
1,0 s.

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Gabarito: E

1. Comprimento de onda

Na figura, a cota de 0,6 m vai de um ponto de um pulso ao ponto correspondente do pulso seguinte: é o comprimento de um pulso completo, ou seja, λ = 0,6 m.

2. Velocidade da onda

v = λ·f = 0,6 × 3 = 1,8 m/s

3. Tempo até o pino

A frente da onda está a 1,8 m do pino (cota da figura):

t = d ÷ v = 1,8 ÷ 1,8 = 1,0 s

Resposta: E

Por que as outras atraem: quem toma 0,6 m como a extensão dos dois pulsos (λ = 0,3 m) acha v = 0,9 m/s e 2,0 s (C); quem soma 1,8 + 0,6 ou usa outra distância chega a 1,5 s ou 2,5 s.

Dica: a velocidade de uma onda depende do meio, e v = λ·f vale para qualquer onda periódica; o tempo de chegada é a distância da frente da onda dividida por v.

Questão 2 · Unesp 2023 · Questão 81fácil

Nos instrumentos musicais de corda, as cordas apresentam diferentes espessuras e diferentes densidades lineares de massa, para que aquelas que emitem sons mais graves não precisem ser muito longas, o que inviabilizaria a construção do instrumento.

Detalhes das cordas de um violoncelo

(pt.wikipedia.org)

Para ilustrar o fato de que cordas que emitem sons mais graves precisariam ser muito longas, considere duas cordas, 1 e 2, ambas com extremidades fixas, que apresentem espessuras iguais, mesma densidade linear de massa e que estejam submetidas à mesma força de tração.

Quando essas cordas vibram em seus modos fundamentais, a frequência da onda sonora emitida pela corda 1 é 150 vezes maior do que a frequência da onda sonora emitida pela corda 2. Sabendo que a corda 1 mede L₁ = 5 cm, o comprimento L₂ da corda 2 deve ser de

A
7,5 m.
B
8,0 m.
C
5,0 m.
D
2,5 m.
E
1,5 m.

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Gabarito: A

No modo fundamental de uma corda com as pontas fixas, λ = 2L, e a velocidade da onda depende só da tração e da densidade linear (iguais nas duas cordas):

f = v / (2L)

Com v igual, a frequência é inversamente proporcional ao comprimento:

f₁ / f₂ = L₂ / L₁ = 150
L₂ = 150 × 5 cm = 750 cm = 7,5 m

Resposta: A

Dica: por isso as cordas graves do violoncelo são mais grossas e densas: aumentar a densidade linear diminui v e baixa a frequência sem precisar de uma corda de vários metros.

Questão 3 · Unesp 2017 · Questão 81fácil

Radares são emissores e receptores de ondas de rádio e têm aplicações, por exemplo, na determinação de velocidades de veículos nas ruas e rodovias. Já os sonares são emissores e receptores de ondas sonoras, sendo utilizados no meio aquático para determinação da profundidade dos oceanos, localização de cardumes, dentre outras aplicações.

Comparando-se as ondas emitidas pelos radares e pelos sonares, temos que:

A
as ondas emitidas pelos radares são mecânicas e as ondas emitidas pelos sonares são eletromagnéticas.
B
ambas as ondas exigem um meio material para se propagarem e, quanto mais denso for esse meio, menores serão suas velocidades de propagação.
C
as ondas de rádio têm oscilações longitudinais e as ondas sonoras têm oscilações transversais.
D
as frequências de oscilação de ambas as ondas não dependem do meio em que se propagam.
E
a velocidade de propagação das ondas dos radares pela atmosfera é menor do que a velocidade de propagação das ondas dos sonares pela água.

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Gabarito: D

Compare os dois tipos de onda:
- Radar: ondas de rádio, eletromagnéticas, transversais; propagam-se até no vácuo, a cerca de 3 × 10⁸ m/s no ar.
- Sonar: ondas sonoras, mecânicas, longitudinais; precisam de um meio material e, na água, andam a cerca de 1 500 m/s.

Em qualquer onda, a frequência é definida pela fonte e não muda quando a onda passa de um meio para outro; o que muda é a velocidade e o comprimento de onda.

Resposta: D

Por que as outras atraem: A e C invertem a natureza e o tipo de oscilação das ondas. B vale só para o som, e mesmo assim o som é mais rápido em meios mais densos como a água. E inverte as velocidades.

Dica: na refração, a frequência fica; v e λ mudam juntos (v = λ · f).

Questão 4 · Unesp 2016 · Questão 82média

Uma corda elástica está inicialmente esticada e em repouso, com uma de suas extremidades fixa em uma parede e a outra presa a um oscilador capaz de gerar ondas transversais nessa corda. A figura representa o perfil de um trecho da corda em determinado instante posterior ao acionamento do oscilador e um ponto P que descreve um movimento harmônico vertical, indo desde um ponto mais baixo (vale da onda) até um mais alto (crista da onda).

3 m

0,8 m

Sabendo que as ondas se propagam nessa corda com velocidade constante de 10 m/s e que a frequência do oscilador também é constante, a velocidade escalar média do ponto P, em m/s, quando ele vai de um vale até uma crista da onda no menor intervalo de tempo possível é igual a

A
4.
B
8.
C
6.
D
10.
E
12.

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Gabarito: B

1. Comprimento de onda: na figura, os 3 m vão de uma crista a um vale uma onda e meia adiante: 1,5λ = 3 m → λ = 2 m.

2. Frequência: v = λ·f → 10 = 2·f → f = 5 Hz → período T = 0,2 s.

3. Movimento de P: do vale à crista, P leva meio período: 0,1 s, e percorre a distância vertical vale-crista, 0,8 m.

4. Velocidade escalar média: 0,8 ÷ 0,1 = 8 m/s.

Resposta: B

Por que as outras atraem: (D) é a velocidade de propagação da onda, que não é a do ponto da corda; quem toma 0,4 m (amplitude) acha 4 m/s.

Dica: cada ponto da corda só sobe e desce; a distância vale-crista é o dobro da amplitude e leva meio período.