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Exercícios sobre a velocidade da propagação de ondas

Resolva esta lista de exercícios sobre a velocidade da propagação de ondas, grandeza diretamente proporcional ao comprimento de onda e à frequência de oscilação.

Questão 1

(PUC) O gráfico a seguir representa a forma de uma onda com frequência constante.

Gráfico representando a forma de uma onda com frequência constante em questão da PUC sobre velocidade da propagação de onda.

Sendo o comprimento de onda igual a 20 m, o período e a velocidade de propagação da onda valem, respectivamente, _______ e _______.

A) 10 s – 1,0 m/s

B) 10 s – 2,0 m/s

C) 20 s – 1,0 m/s

D) 20 s – 2,0 m/s

Questão 2

(Mackenzie) As antenas das emissoras de rádio emitem ondas eletromagnéticas que se propagam na atmosfera com a velocidade da luz (3,0·105 km/s) e com frequências que variam de uma estação para a outra. A rádio CBN emite uma onda de frequência 90,5 MHz e comprimento de onda aproximadamente igual a:

A) 2,8 m

B) 3,3 m

C) 4,2 m

D) 4,9 m

E) 5,2 m

Questão 3

(Urca) Uma onda eletromagnética monocromática possui comprimento de onda “L” e frequência “F”. Se “c” é a velocidade da luz no vácuo, podemos dizer que “L”, “F” e “c” estão relacionados por:

A) L = Fc

B) Lc = F

C) LF = c

D) LFc = 0

E) LF + c = 0

Questão 4

(Fuvest) Uma fonte emite ondas sonoras de 200 Hz. A uma distância de 3400 m da fonte, está instalado um aparelho que registra a chegada das ondas através do ar e as remete de volta através de um fio metálico retilíneo. O comprimento dessas ondas no fio é 17 m. Qual o tempo de ida e volta das ondas? Dado: velocidade do som no ar igual a 340 m/s.

A) 11 s

B) 17 s

C) 22 s

D) 34 s

E) 200 s

Questão 5

Determine a frequência de oscilação de uma onda eletromagnética que se desloca no vácuo com comprimento de onda de 500·10-9 m, sabendo que a velocidade da onda é igual a 3·108 m/s.

A) 4·1014 Hz

B) 5·1014 Hz

C) 6·1014 Hz

D) 7·1014 Hz

E) 8·1014 Hz

Questão 6

Qual deve ser a velocidade de propagação de uma onda de comprimento de onda de 1000 m e período 5s?

A) 0 m/s

B) 50 m/s

C) 100 m/s

D) 150 m/s

E) 200 m/s

Questão 7

Sabendo que a frequência de oscilação de certa onda é de 10 Hz e que sua velocidade de propagação é de 360 m/s, qual deve ser o seu comprimento de onda?

A) 24 m

B) 28 m

C) 32 m

D) 36 m

E) 40 m

Questão 8

Uma onda A, de comprimento de 20 m, se propaga em uma superfície com velocidade de 0,5 m/s. Com base nessas informações, calcule o seu período.

A) 10 s

B) 20 s

C) 30 s

D) 40 s

E) 50 s

Questão 9

Calcule a velocidade de propagação de uma onda de comprimento de onda 6 ·10-9 m e frequência de 3·1010 Hz.

A) 180 m/s

B) 360 m/s

C) 540 m/s

D) 720 m/s

E) 900 m/s

Questão 10

Duas ondas, A e B, se propagam com a mesma velocidade, com mas diferentes comprimentos de onda e frequência. Sabendo que o comprimento da onda A é de 100 m, que o comprimento da onda B é de 80 m e que a frequência de B é 10 + fA, determine a frequência da onda A.

A) 35 Hz

B) 40 Hz

C) 45 Hz

D) 50 Hz

E) 55 Hz

Questão 11

Sabendo que o comprimento de uma onda é de 3 m e que o seu período é 1,5 s, qual é a sua velocidade de propagação?

A) 0 m/s

B) 51 m/s

C) 2 m/s

D) 3 m/s

E) 4 m/s

Questão 12

Quais das alternativas apresentam as unidades de medidas relacionadas à velocidade da propagação de onda.

I. A velocidade da propagação de onda é medida em segundos.

II. O período é medido em segundos.

III. O comprimento de onda é medido em Hertz.

IV. A frequência é medida em Hertz.

A) Alternativas I e II.

B) Alternativas II e III.

C) Alternativas III e IV.

D) Alternativas I e IV.

E) Alternativas II e IV.

Respostas

Resposta Questão 1

Alternativa B.

Com base no gráfico, podemos perceber que, em 5 s, a onda descreveu meio período de oscilação, então o seu período de oscilação é de 10 s.

Por fim, calcularemos a velocidade da propagação de onda por meio da sua fórmula:

v=λT

v=2010

v=2 m/s

Resposta Questão 2

Alternativa B.

Primeiramente, converteremos a velocidade da luz de km/s para m/s:

3,0·105 km/s=3,0·108 m/s

Calcularemos o comprimento de onda por meio da fórmula da velocidade da propagação de onda:

v=λf

3,0108=λ90,5M

Em que M significa mega, que equivale a 106 :

3,0108=λ90,5106

λ=3,010890,5106

λ0,033102

λ3,3 m

Resposta Questão 3

Alternativa C.

A fórmula da velocidade da propagação de onda é dada pela expressão:

v=λf

Em que:

  • v  → velocidade de propagação da onda.

  • λ  → comprimento de onda.

  • f  → frequência.

Então, nessa situação, temos:

LF=c

Resposta Questão 4

Alternativa A.

Primeiramente, calcularemos o tempo de ida por meio da fórmula da velocidade linear:

v=dti

340=3400ti

ti=3400340

ti=10s

Então calcularemos a velocidade do fio por meio da fórmula da velocidade da propagação de onda:

v=λf

v=17200

v=3400 m/s

Depois calcularemos o tempo de volta, novamente por meio da fórmula da velocidade linear:

v=dtv

3400=3400tv

tv=34003400

tv=1s

Por fim, calcularemos o tempo total por meio da soma do tempo de ida com o tempo de volta:

tt=ti+tv

tt=10+1

tt=11s

Resposta Questão 5

Alternativa C.

Calcularemos a frequência de oscilação dessa onda eletromagnética por meio da fórmula da velocidade da propagação da onda:

v=λf

3108=500109f

f=3108500109

f=0,006108+9

f=6103108+9

f=6108+93

f=61014Hz

Resposta Questão 6

Alternativa E.

Calcularemos a velocidade da propagação de onda por meio da sua fórmula:

v=λT

v=10005

v=200 m/s

Resposta Questão 7

Alternativa D.

Calcularemos o comprimento de onda por meio da fórmula da velocidade da propagação de onda:

v=λf

360=λ10

λ=36010

λ=36m

Resposta Questão 8

Alternativa D.

Calcularemos o período da por meio da fórmula da velocidade da propagação de onda:

v=λT

0,5=20T

T=40s

Resposta Questão 9

Alternativa A.

Calcularemos a velocidade da propagação de onda por meio da sua fórmula:

v=λf

v=610931010

v=18109+10

v=18101

v=180 m/s

Resposta Questão 10

Alternativa B.

Calcularemos a frequência da onda A igualando sua velocidade de propagação à da onda B:

vA=vB

Substituindo pela fórmula da velocidade de propagação da onda, temos:

λAfA=λBfB

100fA=80fB

Sabendo que fB=10 + fA, então:

100fA=80(10+fA)

100fA=800+80fA

100fA80fA=800

20fA=800

fA=80020

fA=40 Hz

Resposta Questão 11

Alternativa C.

Calcularemos a velocidade da propagação de onda por meio da sua fórmula:

v=λT

v=31,5

v=2 m/s

Resposta Questão 12

Alternativa E.

I. A velocidade da propagação de onda é medida em segundos. (incorreta)

A velocidade da propagação de onda é medida em metros por segundos.

II. O período é medido em segundos. (correta)

III. O comprimento de onda é medido em Hertz. (incorreta)

O comprimento de onda é medido em metros.

IV. A frequência é medida em Hertz. (correta)

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