FÍSICA
Professor: Rodolfo
DATA: __/__/____
LISTA – MHS E ONDAS
Nível I
1. A tabela traz os comprimentos de onda no espectro
de radiação eletromagnética, na faixa da luz visível,
associados ao espectro de cores mais frequentemente
percebidas pelos olhos humanos. O gráfico representa
a intensidade de absorção de luz pelas clorofilas a e b,
os tipos mais frequentes nos vegetais terrestres.
Comprimento de onda (nm)
380 – 450
450 – 490
490 – 520
520 – 570
570 – 590
590 – 620
620 – 740
(GASPAR, 2000, p. 138 e 139).
Cor
Violeta
Azul
Ciano
Verde
Amarelo
Alaranjado
Vermelho
Responda às questões abaixo, com base
informações fornecidas na tabela e no gráfico.
Com base nas informações do texto e em
conhecimentos das Ciências Naturais, é correto afirmar:
01) O cristal semicondutor que constitui o emissor de
um transistor apresenta baixa condutividade.
02) A radiação não ionizante emitida pelos aparelhos
de telefone celular, situada no espectro eletromagnético
entre as faixas de radiação infravermelha e as de ondas
de rádio, tem frequência maior do que a frequência da
luz visível.
04) A energia transportada pelas ondas de telefonia
móvel é diretamente proporcional ao comprimento de
onda da radiação eletromagnética não ionizante.
08) As ondas eletromagnéticas de 0,01MHz, emitidas
por um aparelho de telefone celular, oscilam dez mil
vezes a cada segundo.
16) As células fotovoltaicas de filme fino, denominadas
comercialmente de CIGS, fabricadas com Cu, In, Ga e
Se, contêm dois metais de um mesmo período e têm,
como elemento de maior eletronegatividade, o selênio.
32) A conversão do som em ondas eletromagnéticas
envolve
transformações de
ondas
mecânicas
longitudinais em ondas transversais.
nas
a) Em um experimento, dois vasos com plantas de
crescimento rápido e da mesma espécie foram
submetidos às seguintes condições:
vaso 1: exposição à luz solar;
vaso 2: exposição à luz verde.
A temperatura e a disponibilidade hídrica foram as
mesmas para os dois vasos. Depois de algumas
semanas, verificou-se que o crescimento das plantas
diferiu entre os vasos. Qual a razão dessa diferença?
b) Por que as pessoas, com visão normal para cores,
enxergam como verdes, as folhas da maioria das
plantas?
2. Os cristais semicondutores do tipo p, positivo, ou do
tipo n, negativo, têm resistividade elétrica baixa, da
3
ordem de 10 Ω  m. A importância dos semicondutores
está na possibilidade de fazer associações ou junções
CASD Vestibulares
do tipo p-n que dão origem aos diodos, e as junções pn-p ou n-p-n que dão origem aos transistores
largamente utilizados na ampliação de sinais. O
agrupamento de múltiplas junções desses cristais dá
origem aos circuitos integrados com funções
específicas que permeia todos os setores da vida
como, por exemplo, o telefone celular que transforma o
som em ondas eletromagnéticas não ionizantes
emitidas pela antena do aparelho. Quanto maior é a
frequência, mais energia a onda transporta.
3. Em 1864, o físico escocês James Clerk Maxwell
mostrou que uma carga elétrica oscilante produz dois
campos variáveis, que se propagam simultaneamente
pelo espaço: um campo elétrico E e um campo
magnético B. À junção desses dois campos variáveis e
propagantes, damos o nome de onda eletromagnética.
São exemplos de ondas eletromagnéticas a luz visível e
as ondas de Rádio e de TV. Sobre a direção de
propagação, as ondas eletromagnéticas são
a) transversais, pois a direção de propagação é
simultaneamente perpendicular às variações dos
campos elétrico e magnético.
b) longitudinais, pois a direção de propagação é
simultaneamente paralela às variações dos campos
elétrico e magnético.
c) transversais ou longitudinais, dependendo de como é
feita a análise.
d) transversais, pois a direção de propagação é
paralela à variação do campo elétrico e perpendicular à
variação do campo magnético.
e) longitudinais, pois a direção de propagação é
paralela à variação do campo magnético e
perpendicular à variação do campo elétrico.
FRENTE 3
1
4. Assinale a alternativa incorreta a respeito dos
fenômenos ondulatórios.
a) O som é uma onda mecânica longitudinal.
b) Se uma das extremidades de uma corda tensionada
passar a vibrar verticalmente, produzirá ondas
transversais.
c) Uma onda eletromagnética propaga-se no ar com
velocidade aproximadamente igual à da luz no vácuo.
d) O eco é um fenômeno causado pela reflexão do som
em um obstáculo.
e) Cada modo de oscilação de uma onda estacionária,
que se forma em uma corda esticada, pode ser
considerado uma consequência da interferência de
duas ondas senoidais idênticas que se propagam no
mesmo sentido.
5. O som é um exemplo de uma onda longitudinal. Uma
onda produzida numa corda esticada é um exemplo de
uma onda transversal. O que difere ondas mecânicas
longitudinais de ondas mecânicas transversais é:
a) a direção de vibração do meio de propagação.
b) a frequência.
c) a direção de propagação.
d) a velocidade de propagação.
e) o comprimento de onda.
A razão entre as frequências do Dó central e do Dó
maior é de:
a) 1/2
b) 2
c) 1
d) 1/4
e) 4
8. Uma onda transversal propaga-se com velocidade de
12 m/s numa corda tensionada.
O gráfico abaixo representa a configuração desta onda
na corda, num dado instante de tempo.
6. A figura abaixo apresenta a configuração instantânea
de uma onda plana longitudinal em um meio ideal.
Nela, estão representadas apenas três superfícies de
β e γ, separadas respectivamente por λ e
onda α,
λ 2, onde λ é o comprimento de onda da onda.
Em relação aos pontos que compõem essas superfícies
de onda, pode-se fazer as seguintes afirmativas:
I. estão todos mutuamente em oposição de fase;
II. estão em fase os pontos das superfícies α e γ;
III. estão em fase apenas os pontos das superfícies α
β;
e
IV. estão em oposição de fase apenas os pontos das
γ β.
superfícies e
Nessas condições, é (são) verdadeira(s)
a) I
b) I e II
c) III
d) III e IV
7. Em um piano, o Dó central e a próxima nota Dó (Dó
maior) apresentam sons parecidos, mas não idênticos.
É possível utilizar programas computacionais para
expressar o formato dessas ondas sonoras em cada
uma das situações como apresentado nas figuras, em
que estão indicados intervalos de tempo idênticos (T).
2
O comprimento de onda e a amplitude desta onda
transversal são, respectivamente,
a) 4 cm e 3 cm.
b) 4 cm e 6 cm.
c) 6 cm e 3 cm.
d) 8 cm e 3 cm.
e) 8 cm e 6 cm.
9. Um objeto preso por uma mola de constante elástica
igual a 20 N/m executa um movimento harmônico
simples em torno da posição de equilíbrio. A energia
mecânica do sistema é de 0,4 J e as forças dissipativas
são desprezíveis. A amplitude de oscilação do objeto é
de:
a) 0,1 m
b) 0,2 m
c) 1,2 m
d) 0,6 m
e) 0,3 m
10. Em Portugal, a cidade do Porto aceitou o desafio de
um fabricante de lâmpadas e instalou luminárias que
usam a tecnologia dos LEDs de alta potência e emitem
uma tonalidade de cor mais agradável, ao mesmo
tempo que poupam energia.
Sobre a propagação de ondas, assinale a alternativa
que preenche, correta e respectivamente, o texto a
seguir.
FRENTE N
CASD Vestibulares
Seja qual for o tipo de lâmpada utilizada, a luz propagase como uma onda ____________ no vácuo e também
em meios materiais, desde que estes sejam
____________ ou sejam _____________.
a) mecânica – opacos – transparentes
b) mecânica – translúcidos – transparentes
c) eletromagnética – opacos – translúcidos
d) eletromagnética – opacos – transparentes
e) eletromagnética – transparentes – translúcidos
11. Três cordas, A, B e C, homogêneas, flexíveis e com
densidades lineares μ , 3μ e 2μ , respectivamente, são
conectadas na sequência ABC. Em uma das
extremidades livres do conjunto, a corda C é mantida
fixa, enquanto na outra extremidade livre, na corda A,
um pulso mecânico é repentinamente aplicado.
Considerando que o conjunto é mantido reto na
horizontal e desprezando a resistência do ar e a ação
da gravidade, assinale o que for correto.
01) Na junção AB, parte do pulso é refratada para B,
enquanto outra parte é refletida em A, com inversão de
fase.
02) Na corda B, o pulso é transmitido com uma
velocidade maior que nas cordas A e C.
04) Na junção BC, o pulso é refratado.
08) Na corda C, o pulso é transmitido com velocidade
maior que na corda B.
16) Nas junções AB e BC, o pulso é refratado com
inversão de fase.
12. Um pêndulo simples é formado por um pequeno
corpo de massa igual a 100 g, preso a um fio de massa
desprezível e comprimento igual a 2 m, oscilando com
uma amplitude de 10 cm. Querendo-se diminuir o
período de oscilação, basta
a) diminuir a massa do corpo.
b) diminuir a amplitude da oscilação.
c) aumentar o comprimento do fio.
d) diminuir o comprimento do fio.
13. Em um ponto fixo do espaço, o campo elétrico de
uma radiação eletromagnética tem sempre a mesma
direção e oscila no tempo, como mostra o gráfico
abaixo, que representa sua projeção E nessa direção
fixa; E é positivo ou negativo conforme o sentido do
campo.
TV (VHF)
micro-onda
infravermelha
visível
ultravioleta
raios X
raios 
8
10
10
10
12
10
14
10
16
10
18
10
20
10
Consultando a tabela acima, que fornece os valores
típicos de frequência f para diferentes regiões do
espectro eletromagnético, e analisando o gráfico de E
em função do tempo, é possível classificar essa
radiação como
a) infravermelha.
b) visível.
c) ultravioleta.
d) raio X.
e) raio  .
14. O fenômeno da refração de uma onda sonora pode
ser explicado pela passagem da onda de um meio para
outro
de
propriedades
diferentes,
mantendo
constante(s)
a) a frequência, a velocidade e o comprimento de onda.
b) somente a velocidade.
c) somente o comprimento de onda
d) somente a frequência
e) apenas a frequência e o comprimento de onda
15. Dois sistemas oscilantes, um bloco pendurado em
uma mola vertical e um pêndulo simples, são
preparados na Terra de tal forma que possuam o
mesmo período. Se os dois osciladores forem levados
para a Estação Espacial Internacional (ISS), como se
comportarão os seus períodos nesse ambiente de
microgravidade?
a) Os períodos de ambos os osciladores se manterão
os mesmos de quando estavam na Terra.
b) O período do bloco pendurado na mola não sofrerá
alteração, já o período do pêndulo deixará de ser o
mesmo.
c) O período do pêndulo será o mesmo, no entanto o
período do bloco pendurado na mola será alterado.
d) Os períodos de ambos os osciladores sofrerão
modificação em relação a quando estavam na Terra.
16. A piezeletricidade também é importante nos
relógios modernos que usam as vibrações de um cristal
de quartzo como padrão de tempo e apresentam
grande estabilidade com respeito a variações de
temperatura.
a) Pode-se utilizar uma analogia entre as vibrações de
um cristal de massa m e aquelas de um corpo de
mesma massa preso a uma mola. Por exemplo: a
frequência de vibração do cristal e a sua energia
potencial elástica também são dadas por f =
 1 


  2π  
Radiação eletromagnética
Rádio AM
CASD Vestibulares
Frequência f (Hz)
6
10
k / m
 1
 
2
e Ep =  2  k∆x , respectivamente,
onde k é a propriedade do cristal análoga à constante
elástica da mola e ∆x é o análogo da sua deformação.
Um cristal de massa m = 5,0 g oscila com uma
FRENTE N
3
frequência de 30 kHz. Usando essa analogia, calcule a
energia potencial elástica do cristal para ∆x = 0,020 ìm.
b) Em 1582, Galileu mostrou a utilidade do movimento
pendular na construção de relógios. O período de um
pêndulo simples depende do seu comprimento L. Este
varia com a temperatura, o que produz pequenas
alterações no período. No verão, um pêndulo com L =
90 cm executa um certo número de oscilações durante
um tempo t = 1800 s. Calcule em quanto tempo esse
pêndulo executará o mesmo número de oscilações no
inverno, se com a diminuição da temperatura seu
comprimento variar 0,20 cm, em módulo. Para uma
pequena variação de comprimento ∆L, a variação
correspondente no tempo das oscilações ∆t é dada por
 1
 
(∆t/t) =  2  (∆L/L), assim ∆t pode ser positivo ou
negativo, dependendo do sinal de ∆L.
Nível II
17. Dois corpos, de dimensões desprezíveis, A e B
presos a molas ideais, não deformadas, de constantes
k A e kB , respectivamente, estão,
elásticas
inicialmente, separados de uma distância d numa
plataforma sem atrito como mostra a figura a seguir.
A partir dessa situação, os blocos são então lentamente
puxados por forças de mesma intensidade,
aproximando-se, até se encostarem. Em seguida, são
abandonados, passando a oscilar em movimento
harmônico simples.
Considere que não haja interação entre os blocos
quando esses se encontram.
Nessas condições, a soma das energias mecânicas dos
corpos A e B será
a)
k A kB d2
2  k A  kB 
2kB k A  kB 
2
k A kB d2
c)
d)
2  k A  kB 
19.
Uma
partícula
de
massa m está sujeita
F  F(x)ex , que varia
exclusivamente à ação da força
de acordo com o gráfico da figura, sendo e x o versor
no sentido positivo de x. Se em t = 0, a partícula se
encontra em x = 0 com velocidade v no sentido positivo
de x, pedem-se:
1. O período do movimento da partícula em função de
F1, F2, L e m.
2. A máxima distância da partícula à origem em função
de F1, F2, L, m e v.
3. Explicar se o movimento descrito pela partícula é do
tipo harmônico simples.
20. Um objeto de massa m se desloca sem atrito em
um plano vertical próximo à superfície da Terra. Em um
sistema de referência fixo ao solo, as coordenadas x e
y do centro de massa desse objeto são dadas por x(t) =
9,8 cos(10t) e y(t) = 9,8 sen(10t). Assim, é correto
afirmar-se que
a) a energia potencial gravitacional de m é crescente
todo o tempo.
b) a energia potencial gravitacional de m é constante.
c) a energia cinética de m é constante.
d) a energia cinética de m oscila com o tempo.
k 2A d2
b)
a) 0,40
b) 0,80
c) 1,3
d) 2,5
e) 5,0
2
2k A k A  kB 
GABARITO
18. Um cilindro vazado pode deslizar sem atrito num
eixo horizontal no qual se apoia. Preso ao
cilindro, há um cabo de 40 cm de comprimento tendo
uma esfera na ponta, conforme figura. Uma força
externa faz com que o cilindro adquira um movimento
y  y0sen(2πft)
na horizontal do tipo
. Qual deve ser o
valor de f em hertz para que seja máxima a amplitude
das oscilações da esfera?
4
1. a) No vaso 1, a planta cresce normalmente, pois
consegue absorver os comprimentos de onda
equivalentes ao azul e ao vermelho. Esses
comprimentos de onda tornam a taxa de fotossíntese
mais eficiente. A planta do vaso 2 reflete a radiação
verde e não consegue crescer devido à ineficiência de
sua taxa fotossintética.
FRENTE N
CASD Vestibulares
b) A cor de um objeto é a mesma cor da radiação que
ele mais difunde (reflete). Portanto, se as pessoas com
visão normal enxergam as folhas como verdes, é
porque elas refletem com maior intensidade a radiação
correspondente à luz verde.
2. 08 + 16 + 32 = 56
3.A 4.E 5.A 6.C
7.A 8.D 9.B 10.E
11. 01+04+08=13
12.D 13.C 14.D 15.B
16. 1798s.
17.A
18.B
19. E agora?
20.C
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FRENTE N
5