EsPCEx 2023/2024 — questão 24 de Física

Gabarito AOndulatória — onda estacionária em corda: comprimento de onda e frequênciaConcurso de Admissão 2023/2024 · Exame Intelectual, 1º dia · Modelo A
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 24 de Física do EsPCEx 2023/2024

Enunciado em texto

Um aparelho gerador de ondas produz uma onda estacionária, no plano vertical, em uma corda com extremidades presas nos pontos A e B, conforme representado no desenho abaixo. A distância entre os pontos A e B é de 2 m, e a velocidade de propagação da onda na corda é de 300 cm/s. A frequência, em Hz, da onda estacionária é:

[Figura: a corda entre A e B forma três ventres (três meios comprimentos de onda): uma crista, um vale e outra crista, com nós em A, em B e em dois pontos intermediários. Desenho ilustrativo – fora de escala.]

(A) 2,25

(B) 1,50

(C) 0,67

(D) 0,44

(E) 0,17

(Enunciado e figura: EsPCEx — Concurso de Admissão 2023/2024, 1º dia, Modelo A.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola Preparatória de Cadetes do Exército (EsPCEx), do Exército Brasileiro.

Resolução comentada

O que a questão pede: a frequência da onda estacionária.

Passo 1 — o comprimento de onda. Entre dois nós vizinhos cabe meio comprimento de onda. No desenho há 3 ventres, ou seja, 3 meios comprimentos de onda entre A e B:

3⋅λ2=2 m  ⇒  λ=43 m3\cdot\frac{\lambda}{2} = 2\ \text{m} \;\Rightarrow\; \lambda = \frac43\ \text{m}

Passo 2 — a frequência, com v = 300 cm/s = 3 m/s:

f=vλ=34/3=2,25 Hzf = \frac{v}{\lambda} = \frac{3}{4/3} = 2{,}25\ \text{Hz}

⚠️ A armadilha: contar as cristas e os vales como comprimentos de onda inteiros, ou esquecer de passar 300 cm/s para m/s.

A ideia em uma frase: na onda estacionária, cada ventre ocupa meio comprimento de onda.

Resposta: alternativa A.

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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