Questão 01 sobre Ondas estacionárias: (UFU-MG) Uma corda de um violão emite uma frequência fundamental de 440,0 Hz ao vibrar livremente, quando tocada na região da boca, como mostra a figura 1. Pressiona-se então a corda, a L/3 de distância da pestana, como mostra a figura 2.
A frequência fundamental emitida pela corda pressionada, quando tocada na região da boca, será de:
A) 660,0 Hz.
B) 146,6 Hz.
C) 880,0 Hz.
D) 293,3 Hz.
Questão 02. (UFSCar-SP) A figura representa uma configuração de ondas estacionárias numa corda.
A extremidade A está presa a um oscilador que vibra com pequena amplitude. A extremidade B é fixa e a tração na corda é constante. Na situação da figura, em que aparecem três ventres (V) e quatro nós (N), a frequência do oscilador é 360 Hz. Aumentando-se gradativamente a frequência do oscilador, observa-se que essa configuração se desfaz até aparecer, em seguida, uma nova configuração de ondas estacionárias, formada por:
A) quatro nós e quatro ventres, quando a frequência atingir 400 Hz.
B) quatro nós e cinco ventres, quando a frequência atingir 440 Hz.
C) cinco nós e quatro ventres, quando a frequência atingir 480 Hz.
D) cinco nós e cinco ventres, quando a frequência atingir 540 Hz.
E) seis nós e oito ventres, quando a frequência atingir 720 Hz.
Questão 03. (PUC-Campinas-SP) Uma proveta graduada tem 40,0 cm de altura e está com água no nível de 10,0 cm de altura. Um diapasão de frequência 855 Hz vibrando próximo à extremidade aberta da proveta indica ressonância. Uma onda sonora estacionária possível é representada na figura a seguir. A velocidade do som, nessas condições, é, em m/s:
A) 326.
B) 334.
C) 342.
D) 350.
E) 358.
Questão 04 sobre Ondas estacionárias: (PUC-SP) Temos dois tubos sonoros, A e B, cheios de ar. A é aberto e B, fechado, ambos com comprimento de 85 cm. Quais as frequências fundamentais, em Hz, em A e B, respectivamente, se a velocidade do som no ar é de 340 m/s?
A) 100 e 200
B) 100 e 400
C) 200 e 100
D) 300 e 400
E) 400 e 300
Questão 05. (UEPB–2010) Todo corpo capaz de vibrar ou oscilar tem frequência natural de oscilação, quer seja ele uma lâmina de aço, um copo de vidro, um automóvel, quer seja uma ponte. Se uma fonte oscilante tiver a mesma frequência que a frequência natural de um corpo, este pode atingir o colapso. Foi o que aconteceu com a ponte de Tacoma em 1940 nos Estados Unidos, levando-a quebrar-se.
GASPAR, A. Experiências de Ciências para o Ensino Fundamental. São Paulo: Ática, 2005.
Sobre este fenômeno, é CORRETO afirmar que:
A) não há relação alguma entre as frequências da fonte oscilante e a frequência natural do corpo, que possa ocasionar o colapso.
B) é devido à superposição de ondas que a frequência da fonte oscilante pode atingir a frequência natural do corpo, e este entrar em colapso.
C) é devido à interferência das ondas que a frequência da fonte oscilante pode atingir a frequência natural do corpo, e este entrar em colapso.
D) quando a fonte oscilante tem frequência igual à frequência natural do corpo, este entra em ressonância.
E) o colapso acontece devido ao efeito Doppler.
Questão 06. (PUCPR) Uma corda de 1,0 m de comprimento está fixa em suas extremidades e vibra na configuração estacionária conforme a figura a seguir. Conhecida a frequência de vibração igual a 1 000 Hz, podemos afirmar que a velocidade da onda na corda é:
A) 500 m/s.
B) 1 000 m/s.
C) 250 m/s.
D) 100 m/s.
E) 200 m/s.
Questão 07 sobre Ondas estacionárias: (PUC Rio) Uma corda de guitarra é esticada do ponto A ao ponto G da figura. São marcados os pontos A, B, C, D, E, F, G em intervalos iguais. Nos pontos D, E e F, são apoiados pedacinhos de papel. A corda é segurada com um dedo em C, puxada em B e solta. O que acontece?
A) Todos os papéis vibram.
B) Nenhum papel vibra.
C) O papel em E vibra.
D) Os papéis em D e F vibram.
E) Os papéis em E e F vibram.
Questão 08. (UEPB–2009) Certo músico que tinha conhecimentos em física acústica decidiu construir um instrumento musical e, durante essa construção, medir a frequência fundamental do som emitido pela corda deste instrumento. Utilizando-se de uma corda que tem massa igual a 50 gramas, prendeu-a horizontalmente entre dois pontos distantes de 50 cm, e, aplicando uma força de tensão igual a 10 N à corda, esta vibrou e transmitiu vibrações aos pontos, formando ondas estacionárias.
Pode-se dizer que a frequência fundamental do som emitido, em Hz, vale:
A) 10.
B) 101/2.
C) 10-1/2.
D) 1.
E) 102.
Questão 09. (PUC RS) Um tubo sonoro ressoa com mais intensidade na frequência de 680 hertz. Com experimentação apropriada, percebe-se a formação, no interior do tubo, de uma sucessão de nós e ventres. Sabendo-se que a velocidade de propagação do som é de 340 m/s, conclui-se que a distância entre dois nós consecutivos é de ____ cm.
A) 15
B) 20
C) 25
D) 30
E) 40
Questão 10. (PUC-SP) São dados dois tubos sonoros, de mesmo comprimento l, sendo um deles (A) aberto e outro (B) fechado numa das extremidades. O comprimento de onda do som fundamental do primeiro tubo, A, é λA.
Então, o comprimento de onda λB do som fundamental emitido pelo tubo B será:
A) (1/4)λA.
B) (1/2)λA.
C) λA.
D) 2λA.
E) 4λA.
Questão 11. (Unimontes-MG–2009) O som de determinada frequência, emitido por uma trombeta, é capaz de quebrar uma taça de vidro (veja a figura). A taça, antes de quebrar, oscila na mesma frequência do som emitido pelo instrumento musical.
O fenômeno físico relacionado a esse evento é conhecido por:
A) interferência.
B) ressonância.
C) difração.
D) refração.
Questão 12 sobre Ondas estacionárias: Modelo enem. Uma ponte nos Estados Unidos desabou quando entrou em ressonância com o vento. A ponte sobre o Estreito de Tacoma, logo após ser liberada ao tráfego, começou a balançar sempre que o vento soprava um pouco mais forte. No dia 7 de novembro de 1940, aconteceu a ressonância. Inicialmente, a ponte começou a vibrar em modos longitudinais, mas logo apareceram os chamados “modos torsionais”, nos quais a ponte balançava para os lados, se torcendo toda. Na ressonância, a amplitude desses modos torsionais aumentou de tal forma que a ponte desabou. Para que ocorra uma ressonância desse tipo é necessário que o vento forneça energia à ponte com frequência próxima a uma das frequências naturais de vibração da estrutura.
Ponte de Tacoma vibrando no modo torsional.
Um estádio de futebol deve ser construído levando em conta a “vibração” das torcidas. Se todo mundo começasse a pular e bater os pés, poderia surgir uma ressonância com as arquibancadas e aconteceria uma tragédia.
Disponível em: http://www.seara.ufc.br/tintim/fisica/ressonancia/ressonancia6.htm. Acesso em: 4 maio 2011 Adaptação).
Uma grande estrutura de engenharia civil atual, como um estádio de futebol, por exemplo, é projetada de modo que as diversas partes que a compõe apresentem frequências de ressonância diferentes entre si.
Dessa forma, o estádio não será destruído por ressonância porque:
A) as diversas partes, ao entrarem em ressonância com a vibração da torcida, vibram em sentidos opostos. Dessa forma, as amplitudes de oscilação das partes vizinhas se anulam.
B) nenhuma das partes da estrutura entra em ressonância com a vibração da torcida. Dessa forma, toda a estrutura permanece em repouso e sem nenhuma vibração.
C) as partes que entram em ressonância aumentam a amplitude de vibração. Entretanto, elas transmitem a vibração às partes vizinhas, que entram em ressonância com aquelas, dividindo assim energia absorvida.
D) apenas as partes que entram em ressonância têm a amplitude de vibração aumentada. Isso faz com elas induzam uma onda eletromagnética que percorre toda a obra, estabilizando a estrutura.
E) apenas as partes que apresentam frequência de vibração semelhante àquela imposta pela torcida entram em ressonância. Assim, o aumento de amplitude é pequeno e restrito, praticamente, a elas.
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Gabarito com as respostas dos 12 exercícios de Física sobre Ondas Estacionárias:
01. A;
02. C;
03. C;
04. C;
05. D;
06. A;
07. D;
08. A;
09. C;
10. D;
11. B;
12. E
Doutorando em Genética e Biologia Molecular – UESC-BA
Mestre em Genética e Biologia Molecular – UESC-BA
Pós-Graduado em Metodologia do Ensino de Biologia e Química – FAEL
Licenciado em Ciências Biologias – IFMT/Campus Juína