FAMECA 2025 (2º dia) — questão 19 de Física
Enunciado em texto
Considere que uma onda transversal esteja se propagando por uma corda elástica homogênea. A figura 1 representa uma fotografia dessa corda em determinado instante e a figura 2 mostra como varia a coordenada y do ponto P dessa corda em função do tempo.
(Figura 1: perfil da corda, y (cm) em função de x (cm). A corda passa por y = 0 em x = 0, tem um vale (y = −40) em x = 50, uma crista (y = 40) em x = 100, onde está o ponto P, e outro vale (y = −40) em x = 150. Figura 2: coordenada y do ponto P, em cm, em função do tempo t, em s: y = 0 em t = 0, máximo de 40 em t = 0,2 s, mínimo de −40 em t = 0,6 s e novo máximo de 40 em t = 1,0 s.)
A partir dessas informações:
a) calcule o comprimento de onda dessa onda e a amplitude de oscilação dos pontos dessa corda, ambos em cm.
b) calcule, em segundos, o período da onda que se propaga nessa corda e a velocidade escalar média do ponto P da corda, em cm/s, em seu movimento da posição de coordenada y = 40 cm para a posição de coordenada y = – 40 cm, em um mesmo ciclo.
(Enunciado e figura: Vestibular FAMECA 2025, Conhecimentos Específicos — FAMECA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: (a) o comprimento de onda e a amplitude, lidos da figura 1; (b) o período, lido da figura 2, e a velocidade média do ponto P entre a crista e o vale.
Item (a) — comprimento de onda. É a distância entre dois vales consecutivos (ou duas cristas): os vales estão em x = 50 cm e x = 150 cm:
Item (a) — amplitude. É o afastamento máximo em relação à posição de equilíbrio (y = 0): cm.
Item (b) — o período. Na figura 2, o ponto P passa por dois máximos consecutivos em t = 0,2 s e t = 1,0 s:
Item (b) — a velocidade média de P. O ponto P oscila na vertical. Ele está em y = 40 cm em t = 0,2 s e chega a y = −40 cm em t = 0,6 s (meio período depois):
O sinal negativo indica que P desce; em módulo, a velocidade média é 200 cm/s.
⚠️ A armadilha: no item (b), confundir a velocidade média do ponto P (que só sobe e desce) com a velocidade de propagação da onda, cm/s. São coisas diferentes: a onda anda na horizontal, o ponto da corda oscila na vertical. No item (a), tomar como amplitude a distância de crista a vale (80 cm).
A ideia em uma frase: o gráfico y × x dá λ e a amplitude; o gráfico y × t de um ponto dá o período; o ponto vai da crista ao vale em meio período.
Resposta: (a) cm e cm; (b) s e cm/s (200 cm/s, para baixo).
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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