FACISB 2018 — questão 68 de Física

Enunciado em texto
As figuras representam, em uma mesma escala, três ondas transversais, I, II e III, que se propagam por três cordas idênticas e igualmente tracionadas.
[Figuras: três ondas senoidais desenhadas sobre quadriculados iguais, de 4 quadrados de largura por 4 de altura. Onda I: um comprimento de onda completo nos 4 quadrados, com amplitude de 2 quadrados. Onda II: um comprimento de onda completo nos 4 quadrados, com amplitude de 1 quadrado. Onda III: dois comprimentos de onda completos nos 4 quadrados, com amplitude de 1 quadrado.]
Sendo v = velocidade de propagação da onda pela corda, λ = comprimento de onda e f = frequência de oscilação dos pontos da corda, é correto afirmar que
(A) e
(B) e
(C) e
(D) e
(E) e
(Enunciado e figura: Vestibular FACISB 2018 — FACISB/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências da Saúde de Barretos Dr. Paulo Prata (FACISB) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: comparar velocidades, comprimentos de onda e frequências das três ondas.
Passo 1 — as velocidades. A velocidade de uma onda numa corda depende só da corda: (tração e densidade linear). As cordas são idênticas e igualmente tracionadas, então:
Isso já elimina (A) e (B). A amplitude não interfere na velocidade.
Passo 2 — os comprimentos de onda. I e II têm um ciclo nos 4 quadrados; III tem dois ciclos no mesmo espaço:
Isso elimina (D), que inverte a relação.
Passo 3 — as frequências. Com a mesma v, f = v/λ: comprimento de onda pela metade, frequência em dobro:
É a alternativa C; a (E) tem a relação de frequências invertida.
⚠️ A armadilha: achar que a onda III, por oscilar “mais depressa”, também anda mais depressa (alternativas A e B). A frequência é imposta pela fonte; a velocidade é do meio.
A ideia em uma frase: na mesma corda, a velocidade é a mesma; quem tem λ menor tem f maior, na mesma proporção.
Resposta: alternativa C ( e ).
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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