FUVEST 2005 — questão 62 de Física

Enunciado em texto
Observação: (para todas as questões de Física): o valor da aceleração da gravidade na superfície da Terra é representado por . Quando necessário, adote: para , o valor ; para a massa específica (densidade) da água, o valor ; para o calor específico da água, o valor (1 caloria ≅ 4 joules).
Um grande aquário, com paredes laterais de vidro, permite visualizar, na superfície da água, uma onda que se propaga. A Figura representa o perfil de tal onda no instante . Durante sua passagem, uma bóia, em dada posição, oscila para cima e para baixo e seu deslocamento vertical (y), em função do tempo, está representado no Gráfico. Com essas informações, é possível concluir que a onda se propaga com uma velocidade, aproximadamente, de
[Figura: um aquário comprido, visto em perspectiva, dividido por linhas verticais em 7 trechos iguais, cada um marcado "5 m" na régua de baixo (35 m no total). Na superfície da água há uma onda: uma crista perto da marca de 5 m, um vale perto da marca de 15 m e outra crista perto da marca de 25 m.]
[Gráfico: deslocamento y (m) da bóia em função de t (s). A curva é senoidal: começa em 0 em t = 0, sobe até um máximo, volta a 0 em t = 5 s, desce até um mínimo, volta a 0 em t = 10 s, sobe de novo e volta a 0 em t = 15 s.]
a) 2,0 m/s
b) 2,5 m/s
c) 5,0 m/s
d) 10 m/s
e) 20 m/s
(Enunciado e figura: Vestibular FUVEST 2005, 1ª fase, prova V — Fuvest/USP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.
Resolução comentada
O que a questão pede: a velocidade da onda, juntando o comprimento de onda (da Figura) e o período (do Gráfico).
Passo 1 — o comprimento de onda, na Figura. É a distância entre duas cristas seguidas: uma perto de 5 m e a outra perto de 25 m.
Passo 2 — o período, no Gráfico. Uma oscilação completa da bóia é subir, descer e voltar ao mesmo estado: de t = 0 a t = 10 s. O zero em 5 s é só meia oscilação.
Passo 3 — a velocidade. Num período, a onda avança um comprimento de onda:
⚠️ A armadilha: os "meios". Tomar T = 5 s (o primeiro zero do gráfico) dobra a resposta; tomar λ = 10 m (de crista a vale) corta pela metade. Uma onda completa é crista-vale-crista, e uma oscilação completa é sobe-desce-volta.
A ideia em uma frase: a figura dá λ (crista a crista), o gráfico da bóia dá T (uma oscilação inteira), e v = λ/T.
Resposta: alternativa A (2,0 m/s).
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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