FMJ 2018 — questão 58 de Física

Enunciado em texto
Uma onda transversal propaga-se, com velocidade constante, para direita, por uma corda elástica tracionada. Na figura, a linha contínua representa a corda em um instante e a linha pontilhada, em um instante , tal que é menor do que o período de oscilação dos pontos da corda.
[Figura: a corda em (linha contínua) tem duas cristas; a distância horizontal entre elas está marcada como L. A corda em (linha pontilhada) tem a mesma forma, deslocada para a direita; a distância horizontal entre a primeira crista da linha contínua e a primeira crista da linha pontilhada está marcada como D, menor que L.]
Considerando as medidas indicadas na figura, a frequência de oscilação dos pontos da corda é igual a
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(Enunciado e figura: Vestibular FMJ 2018, Medicina, Prova II — FMJ/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Jundiaí (FMJ) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a frequência da onda em função de L, D e do intervalo de tempo entre as duas “fotos”.
Passo 1 — o comprimento de onda. L vai de uma crista à crista seguinte: é um comprimento de onda.
Passo 2 — a velocidade. Entre e a forma da onda andou D para a direita (a crista se deslocou D). Como é menor que o período, a crista não chegou a andar um comprimento de onda inteiro, então o deslocamento é mesmo só D:
Passo 3 — a frequência, pela equação fundamental da ondulatória :
Conferindo: o período é . Como D < L, dá , coerente com o enunciado.
Para que serve a condição sobre o período: sem ela, a crista poderia ter andado D + L, D + 2L etc., e haveria várias respostas possíveis. Com , o deslocamento é só D.
⚠️ A armadilha: trocar os papéis de L e D, tomando D como comprimento de onda e L como o quanto a onda andou. Aí , e se chega a , a alternativa A. Lembre: comprimento de onda é a distância entre duas cristas da mesma foto; D compara fotos diferentes.
A ideia em uma frase: L (crista a crista) é o comprimento de onda, D/Δt é a velocidade, e f = v/λ.
Resposta: alternativa B ().
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.