F049º ano10 exercíciosSimulador autoral
Som, luz, ondas do mar e o sinal do celular são ondas: levam energia de um lugar a outro sem levar a matéria junto. No simulador você balança uma corda (ou uma mola), muda a amplitude e a frequência e mede o comprimento de onda e o período, conferindo que $v=\lambda\cdot f$.
Antes, convém saber: Movimento e velocidade
Uma onda é uma perturbação que se propaga e transporta energia sem transportar matéria de forma permanente. Uma rolha num lago sobe e desce quando a onda passa, mas não é levada até a margem. Uma única perturbação é um pulso; se a fonte repete o movimento regularmente, temos uma onda periódica.
Ondas mecânicas precisam de um meio material: ondas na corda, na água e o som. Ondas eletromagnéticas não precisam de meio e se propagam até no vácuo: luz, ondas de rádio, micro-ondas, raios X. É assim que a luz do Sol chega até nós, enquanto o som não atravessa o espaço.
Na onda transversal, cada ponto vibra perpendicularmente à direção de propagação, como numa corda (e na luz). Na onda longitudinal, a vibração acontece na mesma direção da propagação, formando compressões e rarefações, como numa mola e no som no ar.
Amplitude $A$: afastamento máximo em relação à posição de equilíbrio (do eixo até a crista). Comprimento de onda $\lambda$: distância entre duas cristas seguidas. Período $T$: tempo de uma oscilação completa, em segundos. Frequência $f$: oscilações por segundo, em hertz (Hz). Elas se relacionam por $f=\frac{1}{T}$ e $f=\frac{\text{nº de oscilações}}{\text{tempo}}$.
Em um período, a crista avança exatamente um comprimento de onda, então $v=\frac{\lambda}{T}=\lambda\cdot f$. A velocidade depende do meio: na mesma corda, $v$ não muda, e aumentar a frequência diminui o comprimento de onda. Quando a onda muda de meio (refração), a frequência se mantém, porque é a fonte que a define.
O som é onda mecânica e longitudinal; no ar, viaja a cerca de $340$ m/s. Frequência maior, som mais agudo; amplitude maior, som mais forte. Ouvimos de $20$ Hz a $20\,000$ Hz (abaixo, infrassom; acima, ultrassom). O eco é o som refletido: a distância ao obstáculo é $d=\frac{v\,t}{2}$. Rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios X e gama formam o espectro eletromagnético: todas viajam a $300\,000$ km/s no vácuo; muda a frequência e, portanto, $\lambda=\frac{c}{f}$.
Carregando o simulador…
Abrir só o simulador em outra aba · feito em HTML pelo Prof. Luis Teixeira
Uma boia completa $4$ oscilações em $8$ s por causa das ondas. Qual é a frequência e o período do movimento? Se a distância entre duas cristas é $6$ m, qual é a velocidade das ondas?
Uma pessoa bate palmas diante de uma parede e ouve o eco $0{,}40$ s depois. Com o som a $340$ m/s, a que distância está a parede?
Resolva no papel antes de abrir a resposta. Conferir cedo demais atrapalha o aprendizado.
Um pescador observa que uma boia sobe e desce $30$ vezes em $1$ minuto. Qual é a frequência e o período?
Uma onda tem frequência de $5$ Hz. Qual é o seu período?
Um estudante produz $4$ ondas por segundo numa corda, e a distância entre duas cristas seguidas é $0{,}5$ m. Qual é a velocidade da onda?
Classifique como mecânica ou eletromagnética e como transversal ou longitudinal: o som no ar, a luz e uma onda numa corda de violão.
Um diapasão vibra a $440$ Hz (nota lá). Com o som a $340$ m/s, qual é o comprimento de onda no ar?
Uma rádio FM transmite em $100$ MHz ($100\,000\,000$ Hz). As ondas de rádio viajam a $300\,000\,000$ m/s. Qual é o comprimento de onda?
Numa foto de uma corda, a distância vertical entre uma crista e um vale é $10$ cm, e cabem $2$ ondas completas em $80$ cm. Qual é a amplitude e o comprimento de onda?
No mar, a distância entre duas cristas é $6$ m e passa uma crista pela boia a cada $3$ s. Qual é a frequência e a velocidade das ondas?
Uma pessoa grita em frente a um paredão e ouve o eco $2$ s depois. Com o som a $340$ m/s, a que distância está o paredão?
Durante uma tempestade, você vê um relâmpago e ouve o trovão $3$ s depois. A que distância caiu o raio? Por que a luz chega antes?
Os mesmos slides e fichas usados nas aulas. Bom para revisar ou se aprofundar depois dos exercícios.
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