ONDAS ESTACIONÁRIAS

Considere uma corda no qual uma extremidade se encontra fixa num suporte e a outra ligada numa fonte de ondas.

Se a fonte produzir ondas com frequência constante, elas sofrerão reflexão na extremidade fixa e, então ocorrerá uma interferência da onda incidente com a refletida. Essa onda terá a forma representada na figura.

A onda formada terá a forma ora da linha contínua, ora da linha tracejada, formando assim a onda estacionária.

Definimos então ondas estacionárias como sendo aquela obtida pela interferência de duas ondas iguais que se propagam no mesmo meio e em sentidos contrários.

Entende-se por ondas iguais aquelas que possuem mesma freqüência, mesma amplitude, mesmo comprimento de onda, mesma velocidade.

Composição

Cálculos

L = n λ/2

L - comprimento da corda
n - número de ventres
λ - lambida


V = λ . F

V - velocidade
F - frequência

V = λ/T

V - velocidade
T - tempo

GABARITO - QUESTÕES ENEM

1) Questão 50 - 2010 
 RESPOSTA CORRETA: A 
As ondas eletromagnéticas emitidas na região litorânea do Brasil atingem a região amazônica após sofrer reflexão total na ionosfera.

2) Questão 60 - 2012
 RESPOSTA CORRETA: B 
Vamos admitir que a frequência de queda das gotas seja, de fato, a frequência da onda gerada. Nessa circunstância, a diminuição da frequência (de duas gotas a cada segundo para uma gota a cada segundo) acarretaria um aumento no comprimento de onda (λ’ 25cm), uma vez que a velocidade de propagação da onda permanece inalterada, pois ela depende das características do meio. 


3) Questão 55 - 2013
 RESPOSTA CORRETA: E
O fenômeno que pode interferir nas comunicações do piloto com a torre é a interferência, que ocorre de maneira mais intensa quando as ondas possuem frequências próximas.


4) Questão 53 - 2013
 RESPOSTA CORRETA: C (mais aproximada)
Inicialmente podemos calcular o comprimento de onda multiplicando a distância entre as pessoas, 0,8 (80 cm = 0,8m), pelo número de “distâncias”, que é 15, visto que há 16 pessoas:

λ = 15 . 0,8
λ = 12 m

Em seguida, calcula-se a frequência através da seguinte expressão (Vanderlei lambe com frequência):

V = λ . F
      

Dada a velocidade (v = 45 km/h), devemos passar sua unidade de medida para m/s (dividir por 3,6):

v = 45  = 12,5 m/s
      3,6

Substituindo na equação:

12,5 m/s = 12 . F
12,5 m/s  = F
  12
1,04 Hz = F
       

5) Questão 75 - 2012
 RESPOSTA CORRETA: B 
A luz, para ser visível, é de frequência menor que a luz ultravioleta.

QUESTÕES ENEM: ONDAS

1) Questão 50 - 2010 

As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta em um meio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil não alcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemos que é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido à ionosfera.Com a ajuda da ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica é possível por meio da 

A) reflexão
B) refração
C) difração
D) polarização




2) Questão 60 Enem 2012

Em um dia de chuva muito forte, constatou-se uma goteira sobre o centro de uma piscina coberta, formando um padrão de ondas circulares. Nessa situação, observou-se que caíam duas gotas a cada segundo. A distância entre duas cristas consecutivas era de 25 cm e cada uma delas se aproximava da borda da piscina com velocidade de 1,0 m/s. Após algum tempo a chuva diminuiu e a goteira passou a cair uma vez por segundo.Com a diminuição da chuva, a distância entre as cristas e a velocidade de propagação da onda se tornaram, respectivamente, 

A) maior que 25 cm e maior que 1,0 m/s. 
B) maior que 25 cm e igual a 1,0 m/s. 
C) menor que 25 cm e menor que 1,0 m/s. 
D) menor que 25 cm e igual a 1,0 m/s. 
E) igual a 25 cm e igual a 1,0 m/s

3) Questão 55 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.

4) Questão 53 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.

Ola mexicana feita por torcedores em estádios de futebol

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 e distanciadas entre si por 80 cm. 

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

5) Questão 75 Enem 2012

 Nossa pele possui células que reagem à incidência de luz ultravioleta e produzem uma substância chamada melanina, responsável pela pigmentação da pele. Pensando em se bronzear, uma garota vestiu um biquíni, acendeu a luz de seu quarto e deitou-se exatamente abaixo da lâmpada incandescente. Após várias horas ela percebeu que não conseguiu resultado algum.O bronzeamente não ocorreu porque a luz emitida pela lâmpada incandescente é de 

A) baixa intensidade. 

B) baixa frequência. 

C) um espectro contínuo. 

D) amplitude inadequada. 

E) curto comprimento de onda.

MARTE

Tem água?

- No dia 28/09/15 a empresa NASA anunciou que conseguiu comprovar a existência de água líquida e corrente em Marte.

- "A presença de água em Marte já era conhecida. A maior parte da água que restou está concentrada abaixo da superfície, no estado sólido, devido à baixa temperatura local" - Enos Picazzio.

- Também há água líquida na superfície, ainda que em pequena quantidade e dependente de estação sazonal (no inverno marciano a água congela, no verão ela descongela e desce as montanhas).

Tem vulcões?

- Segundo Crateras Joseph Michalski e Jacob Bleacher, crateras irregulares são encontradas na região Arabia Terra (planalto no norte de Marte), e formam uma província vulcânica até então desconhecida. Segundo Michalski esses vulcões gigantes "provavelmente se formaram no primeiro bilhão de anos da história de Marte, que tem 4,5 bilhões de anos, como a Terra". Ele explicou que os cientistas já sabiam da formação de vulcões no planeta vermelho, mas o novo estudo se refere a outro tipo de atividade vulcânica. "São vulcões muito explosivos, que estão entre os mais antigos de Marte", indicou.

Tem calotas polares?

- "A capa de gelo na região polar norte de Marte tem o tamanho e a espessura da capa de gelo da Groenlândia", disse Shane Byrne, da Universidade do Arizona.

- Na Terra, as grandes coberturas de glaciais são moldadas principalmente pelo fluxo do gelo. Mas em Marte, outras forças definem a forma da calota polar.

- Chasma Boreale (calota polar de Marte) é um cânion largo e profundo. Sobre ele, há algumas teorias sobre sua criação. Alguns cientistas sugerem que ele poderia ter sido criado quando calor vulcânico do subsolo derreteu o fundo da capa de gelo, desencadeando uma enchente catastrófica. Outros apontaram fortes ventos como os responsáveis por escavar o cânion no gelo.

Alguém já viajou para lá?

- Nenhum ser humano foi lá, mas já foram enviador diversos robôs, como o Curiosity que foi enviado pela NASA.

Quais as suas características?

- Gravidade: 3,711 m/s²;

-Distância do Sol: 228.000.000 km;

- Duração do ano: 687 dias terrenos;

- Duração do dia: 24h36min;

- Diâmetro: 6.794 km;

- Massa: 0,107 vezes a massa da Terra;

- Satélites conhecidos: 2;

- Velocidade orbital média: 24,13 km/s;

- Cerca de 96% de sua é composta por dióxido de carbono;

- A distância entre Marte e a Terra é de, aproximadamente, 56,3 milhões de km.

INSTRUMENTOS MUSICAIS: CORDAS

Se pararmos pra pensar um pouco, podemos enumerar um grande número de instrumentos de corda: violão, violino, piano, harpa, guitarra, contrabaixo, etc. Nesses instrumentos, o som é produzido a partir de cordas, que quando acionadas provocam compressões e rarefações no ar, chamadas ondas sonoras.
Também chamada de cordas vibrantes, as cordas dos instrumentos musicais, quando vibram produzem ondas transversais que, superpondo-se às refletidas nas extremidades, originam uma onda estacionária.

O modo mais simples de vibração da corda caracteriza sua freqüência fundamental, correspondente à vibração entre as extremidades de fixação da corda (nós) e um ponto médio. O segundo modo de vibração corresponde aos nós das extremidades e a um nó no ponto central. O terceiro modo corresponde a mais um nó entre os nós extremos, e assim, cada novo modo de vibração corresponde a mais um nó intermediário.

A distância entre dois nós consecutivos corresponde a meio comprimento de onda  e a freqüência de oscilação é dada por ,  onde v é a velocidade da onda na corda.

FENÔMENOS DA ACÚSTICA: ECO

- É a reflexão do som

- Ocorre da mesma forma que a reflexão da luz
- Quando uma onda sonora se propaga e encontra um obstáculo, como uma parede, por exemplo, incide sobre a barreira e retorna para o meio no qual estava se propagando.

FENÔMENOS DA ACÚSTICA: RESSONÂNCIA

Quando um corpo começa a vibrar por influência de outro, na mesma frequência deste, ocorre um fenômeno chamado ressonância. Esse fenômeno ocorre com todos os tipos de ondas.

Como exemplo, podemos citar o vidro de um copo que se quebra ao entrar em ressonância com as ondas sonoras produzidas por um avião a jato.

VELOCIDADE DO SOM

- É a velocidade de propagação de uma onda sonora em um meio.

No caso do ar, as ondas sonoras são mais rápidas no ar quente do que no ar frio. Assim, a velocidade de propagação do som depende da temperatura do ar.

Como calcular a velocidade do som:

Velocidade do som = distância / tempo

O QUE É ACÚSTICA?

- Área da física que estuda o som.

- O som é uma onda mecânica longitudinal e pode ser caracterizado a partir do sua altura, intensidade ou timbre.
- O ser humano tem a capacidade de escutar sonns de aproximadamente 20Hz a 2000Hz (20KHz)

Altura: relacionada com a frequência. Os sons mais altos como os de maior frequência (mais agudos) e os mais baixos como os de menor frequência (mais graves);

Intensidade: relacionada com amplitude e volume.
- Mais forte/ alto (maior amplitude)
- Mais fraca/ baixo (menor amplitude)
- Unidade de medida: decibéis (dB)

A=y

Timbre: relacionado com amplitude e frequência. Conjuntos de ondas que formam um som. A partir dele é possível diferenciar as diferentes fontes sonoras;