FAMEMA 2016 — questão 39 de Física

Gabarito DOndas — refração: frequência constante e v = λ·fProva II · Versão 1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 39 de Física do FAMEMA 2016

Enunciado em texto

Com o objetivo de simular as ondas no mar, foram geradas, em uma cuba de ondas de um laboratório, as ondas bidimensionais representadas na figura, que se propagam de uma região mais funda (região 1) para uma região mais rasa (região 2).

[Figura: corte de uma cuba com água. À esquerda, a “região 1”, mais funda; à direita, depois de um degrau no fundo, a “região 2”, mais rasa. Na região 1, a distância entre duas cristas consecutivas é indicada como 2 m, com uma seta v1v_1 para a direita. Na região 2, as ondas são mais altas e mais próximas, e a distância entre duas cristas consecutivas é indicada como 0,8 m, com uma seta v2v_2 para a direita. Abaixo, a nota “fora de escala”.]

Sabendo que quando as ondas passam de uma região para a outra sua frequência de oscilação não se altera e considerando as medidas indicadas na figura, é correto afirmar que a razão v1v2\frac{v_1}{v_2} entre as velocidades de propagação das ondas nas regiões 1 e 2 é igual a

(A) 1,6.

(B) 0,4.

(C) 2,8.

(D) 2,5.

(E) 1,2.

(Enunciado e figura: Vestibular FAMEMA 2016, Prova II — Famema/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Marília (Famema) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: quantas vezes a onda é mais rápida na parte funda do que na parte rasa.

Passo 1 — ler os comprimentos de onda. A distância entre duas cristas consecutivas é o comprimento de onda: na região 1, λ1=2\lambda_1 = 2 m; na região 2, λ2=0,8\lambda_2 = 0{,}8 m.

Passo 2 — a frequência não muda. Quem impõe a frequência é a fonte que gera as ondas; ao passar de uma região para outra, cada crista que chega ao degrau continua do outro lado, no mesmo ritmo. Então, com v=λfv = \lambda f e o mesmo f nas duas regiões:

v1v2=λ1fλ2f=λ1λ2\frac{v_1}{v_2} = \frac{\lambda_1 f}{\lambda_2 f} = \frac{\lambda_1}{\lambda_2}

v1v2=20,8=2,5\frac{v_1}{v_2} = \frac{2}{0{,}8} = 2{,}5

Conferindo: em água rasa a onda anda mais devagar. A razão v1/v2v_1/v_2 tem de dar mais que 1, e dá.

⚠️ A armadilha: inverter a razão e fazer 0,8/2 = 0,4, a alternativa B. A conferência acima pega o erro: 0,4 diria que a onda é mais rápida na parte rasa.

A ideia em uma frase: na refração a frequência fica, e a velocidade muda na mesma proporção do comprimento de onda.

Resposta: alternativa D (2,5).

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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