Exercícios sobre comprimento de onda

Comprimento de onda é a medida da distância entre dois valores repetidos e sucessivos em uma onda. Ou seja, essa grandeza pode ser a distância entre dois picos ou dois vales, por exemplo. Veja o que é e como calcular o comprimento de onda. Além disso, selecionamos algumas videoaulas sobre esse assunto.

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Índice do conteúdo:

  • O que é
  • Como calcular
  • Videoulas

Exercícios sobre comprimento de onda
Wikimedia

Comprimento de onda pode ser definido como a distância entre um ciclo de uma onda. Dessa forma, essa medida pode ser a distância entre dois máximos ou dois mínimos de um padrão de onda. Ou seja, a distância entre dois picos ou dois vales, respectivamente. Além disso, o tamanho da onda pode ser encontrado por meio do dobro da distância entre nós.

Relacionadas

Quantitativamente, o comprimento de onda possui uma relação inversa com a frequência. Ou seja, quanto maior for a frequência, menor será o valor do comprimento dessa mesma onda.

Como calcular o comprimento de onda

Para realizar o cálculo da distância entre um ciclo de uma onda é preciso partir da equação fundamental da ondulatória. Então, encontra-se que a distância entre um ciclo de uma onda é inversamente proporcional à sua frequência e é diretamente proporcional à sua velocidade. Assim, matematicamente:

Exercícios sobre comprimento de onda

Em que:

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  • λ: comprimento de onda (m)
  • v: velocidade de propagação (m/s)
  • f: frequência (Hz)

Caso se trate de uma onda eletromagnética, sua velocidade de propagação será a velocidade da luz. A qual possui valor constante e é, aproximadamente, igual a 3×108m/s. Além disso, a frequência da onda também pode ser medida em s-1, que é a mesma coisa que Hertz (Hz).

Vídeos sobre comprimento de onda

O estudo da ondulatória é de extrema importância. Por isso, compreender seus conceitos básicos é fundamental. Dessa maneira, para que não haja dúvidas e a frequência das notas altas seja ainda maior, selecionamos alguns vídeos sobre esse assunto. Confira!

A equação fundamental da ondulatória

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O professor Marcelo Boaro explica a equação mais importante da ondulatória. Dessa forma, ele explica como relacionar frequência, velocidade de propagação e a distância entre os ciclos dessa mesma onda. Ao fim da videoaula, Boaro resolve um exercício de aplicação.

O que é uma onda

A explicação do que é uma onda pode ser complicada. Além disso, sua definição mudou ao longo do tempo. Por isso, Pedro Loos, do canal Ciência Todo Dia, explica a definição atualmente aceita para uma onda.

A natureza ondulatória da luz

A luz se comporta como onda e como partícula ao mesmo tempo. Contudo, isso não foi um conceito que sempre foi aceito pela comunidade científica. Por isso, Hugo Tanaka, do canal Ciência em Si, explica como era a concepção da natureza ondulatória da luz no século XIX.

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O comprimento de uma onda é relacionado às suas características físicas. Além disso, as ondas podem ser classificadas de várias maneiras. Uma delas é a classificação quanto à natureza. Dentre essas classificações, uma delas são as ondas mecânicas.

Referências

YOUNG, H. D. et al. Física II: Termodinâmica e ondas. São Paulo: Addison & Wesley. 2016
HALLIDAY, D. et al. Física: Volume 2. Rio de Janeiro: Pearson. 2008
NUSSENZVEIG, H. D. Curso de Física Básica: Volume 2. Rio de Janeiro: Blucher. 2014

Exercícios resolvidos

1. [UFMG]

Uma pessoa toca no piano uma tecla correspondente à nota mi e, em seguida, a que corresponde a sol. Pode-se afirmar que serão ouvidos dois sons diferentes porque as ondas sonoras correspondentes a essas notas têm:

a) amplitudes diferentes

b) frequências diferentes

c) intensidades diferentes

d) timbres diferentes

e) velocidade de propagação diferentes

Alternativa correta: B

O que diferencia as notas musicais são seus comprimentos de onda e, consequentemente, suas frequências.

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

Alternativa correta: B

A partir dos dados fornecidos pelo exercício, é possível encontrar o comprimento de onda. A qual é: λ = v/f

Substituindo os valores, obtemos:

λ = 3×108/90,5×106

λ = 3,3 m

Exercícios de Física

Se uma régua passa a tocar a água 20 vezes em cada 5,0 segundos, então essa mudança provocará uma alteração:

a) na frequência da onda e em seu comprimento de onda; b) na velocidade e na frequência da onda; c) na velocidade da onda e em seu comprimento de onda; d) no comprimento da onda, na velocidade e na frequência da onda;

e) somente na frequência da onda.

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(USF) Duas ondas propagam-se no mesmo meio, com a mesma velocidade. O comprimento de onda da primeira é igual ao dobro do comprimento de onda da segunda. Então podemos dizer que a primeira terá, em relação à segunda:

a) mesmo período e mesma frequência; b) menor período e maior frequência; c) maior período e menor frequência; d) menor período e menor frequência;

e) maior período e maior frequência.

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(FUVEST) O ouvido humano consegue ouvir sons desde aproximadamente 20Hz até 20 000Hz. Considerando que o som se propaga no ar com velocidade de módulo 330m/s, qual é o intervalo de comprimento de onda detectado pelo ouvido humano?

a) 16,5m até 16,5mm b) 165m até 165mm c) 82,5m até 82,5mm d) 8,25m até 8,25mm

e) 20m até 20mm

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(UFJF) Um homem balança um barco no qual se encontra e produz ondas na superfície de um lago cuja profundidade é constante até a margem, observando o seguinte:

      1° – o barco executa 60 oscilações por minuto;

      2° – a cada oscilação aparece a crista de uma onda;

      3° – cada crista gasta 10s para alcançar a margem.

Sabendo-se que o barco se encontra a 9,0m da margem e considerando as observações anteriores, pode-se afirmar que as ondas do lago têm um comprimento de onda de:

a) 6,6m b) 5,4m c) 3,0m d) 1,5m

e) 0,90m

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(FUVEST) Um vibrador, operando com frequência igual a f, perturba a superfície tranquila da água de um tanque num dado ponto O, produzindo um trem de ondas circulares. Essas ondas, ao se propagarem, atingem uma pequena boia situada a 2,0m do ponto O, em um intervalo de tempo de 0,50s depois de terem sido emitidas pelo vibrador. Se a distância entre uma crista e um vale consecutivos das ondas é igual a 10cm, o valor de f, em hertz, é:

a) 5,0 b) 10 c) 20 d) 40

e) 80

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(MACKENZIE) Uma onda transversal se propaga obedecendo à função y = 4,0 cos [p(20T – 4,0x)], no sistema CGS. O módulo da velocidade de propagação dessa onda é:

a) 5,0cm/s b) 3,1cm/s c) 1,0cm/s d) 0,50cm/s

e) 0,20cm/s

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Ondas senoidais, observadas de um referencial Oxy, propagam-se ao longo de uma corda ideal obedecendo à função y = 4 sen [p(2x – 4t)], onde x e y são dados em metros e t é dado em segundos. Para as ondas referidas, a frequência e o comprimento de onda valem, respectivamente:

a) 0,5Hz e 1m b) 0,25Hz e 0,5m c) 2Hz e 1m d) 4Hz e 2m

e) 2Hz e 4m

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(UnB) um mostruário de uma exposição é iluminado por uma lâmpada de potência P1, a uma distância r1. Por motivos de estética, resolve-se dobrar a distância da luz ao mostruário, mantendo-se, no entanto, a mesma intensidade luminosa sobre ele. Para isso, tiveram que trocar a lâmpada por outra de potência igual a:

a) 2P1
b) 4P1
c) 8P1
d) 16P1
e) 32P1

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(UFRS) uma onda esférica, gerada por uma fonte puntiforme, propaga-se num meio não-absorvedor. A energia que incide por segundo sobre uma superfície de 1m2, colocada perpendicularmente à direção de propagação da onda, a 1km  da fonte, é 5 joules. As energias que incidem por segundo sobre a mesma superfície, colocada nas mesmas condições a 2km e a 3km da fonte são, respectivamente, em joules, iguais a:

a) 5 e 5 b) 4 e 3 c) 5/2 e 5/3 d) 5/4 e 5/9

e) 5/8 e 5/27

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A quantidade média de energia que a Terra recebe do Sol por minuto e por cm2 é de 2,00cal. Se o raio da órbita terrestre é de 1,50 . 1011m e o de Plutão, 6,00 . 1012m, qual a quantidade média de energia que Plutão recebe do Sol, por minuto e por cm2?

a) 2,00cal
b) 5,00 . 10-1cal
c) 4,00 . 102cal
d) 1,25 . 10-3cal
e) não há elementos para o cálculo.

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Leia o artigo: Ondas Eletromagnéticas

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