PUC-Rio 2021 (Grupo 1) — questão 8 de Física
Enunciado em texto
Em uma corda esticada, observa-se um padrão de ondas estacionárias como mostrado na Figura.
[Figura: corda presa entre os pontos A (à esquerda) e B (à direita), vibrando em onda estacionária com 5 ventres (5 “fusos” iguais), com nós em A, em B e em 4 pontos intermediários.]
Sabendo que a distância entre os pontos A e B é de 1,5 m e que a frequência de vibração é de 20 Hz, pode-se afirmar que o comprimento de onda e a velocidade de propagação da onda nessa corda são, respectivamente,
(A) 0,60 m e 12 m/s
(B) 0,60 m e 30 m/s
(C) 0,75 m e 12 m/s
(D) 0,75 m e 30 m/s
(Enunciado e figura: Vestibular PUC-Rio 2021, Grupo 1 — PUC-Rio.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio).
Resolução comentada
O que a questão pede: o comprimento de onda e a velocidade da onda na corda.
Passo 1 — contar os fusos. Na figura há 5 fusos entre A e B. Cada fuso (de um nó ao nó seguinte) mede meio comprimento de onda:
Passo 2 — a velocidade. Pela equação fundamental da ondulatória:
⚠️ A armadilha: contar os fusos errado ou achar que cada fuso é um comprimento de onda inteiro. Com 5 fusos tomados como 5 λ, daria λ = 0,30 m; com 4 fusos, λ = 0,75 m e v = 15 m/s. Nenhuma dessas contas leva a uma alternativa coerente: λ e v têm de sair juntos, e só o par 0,60 m e 12 m/s satisfaz v = λf com f = 20 Hz.
A ideia em uma frase: entre dois nós vizinhos cabe meio comprimento de onda; depois é só fazer v = λf.
Resposta: alternativa A (0,60 m e 12 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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