Lista HARD sobre ondas
Autor: Renato Casemiro | Publicado: 2012-03-01T16:46:00-03:00







Olá meninos e meninas!

Eu me dei conta que só tinha questões difíceis sobre ondas. Depois pensei: e daí, a vida não é fácil mesmo.

Espero que gostem tanto quanto o menininho neste escorregador.

Abs

Renato



1. Foi
detectada uma velocidade de um pulso transversal em um arame de aço de 100m/s.
Sabendo-se que a área transversal é de 20mm2, e que a densidade do
arame é de 0,008g/mm3, qual a intensidade da força de tração?



2. As antigas
ondas de rádio AM, classificadas de ondas médias, possuíam freqüências entre
540 e 1630 kHz, enquanto os antigos rádios de comunicação de ondas curtas (OC)
usavam freqüências entre 3 e 30 MHz. Quais as faixas de comprimento de ondas
equivalentes às ondas médias e curtas?



3. Um
submarino é equipado com um aparelho denominado sonar, que emite ondas
acústicas de freqüência 4x104Hz. As velocidades das ondas emitidas
no ar e na água são, respectivamente, 3,7x102m/s e 1,4x103m/s.
Este submarino, quando em repouso na superfície, emite um sinal na direção
vertical através do oceano e o eco é recebido após 0,80s. Pergunta-se:

a) Qual é a
profundidade do oceano nesse local?

b) Qual é a
razão entre o comprimento de onda do som no ar e na água?



4. O
diagnóstico precoce de doenças graves, como câncer, aumenta de maneira
significativa a chance de cura ou controle da doença. A tomografia de
Ressonância Magnética Nuclear é uma técnica de diagnóstico médico que utiliza
imagens obtidas a partir da absorção de radiofreqüência pelos prótons do
hidrogênio submetidos a um campo magnético. A condição necessária para que a
absorção ocorra, chamada condição de ressonância, é dada pela equação f = g.B, sendo f a freqüência da radiação,
B o campo magnético na posição do próton, e g
= 42MHz/T.



&nbsp;Para se
mapear diferentes partes do corpo, o campo magnético aplicado varia com a
posição ao longo do corpo do paciente.

a) Observa-se
que a radiação de freqüência igual a 63MHz é absorvida quando um paciente é
submetido a um campo magnético que varia conforme o gráfico acima. Em que
posição x do corpo do paciente esta absorção ocorre?

b) O
comprimento de onda é a distância percorrida pela onda durante o tempo de um
período. O período é igual ao inverso da freqüência da onda. Qual é o
comprimento de onda da radiofreqüência de 63MHz no ar, sabendo-se que sua
velocidade é igual a 3,0x108m/s?



5. Ao afinar
uma guitarra elétrica, um músico regula a tração de uma corda que possui
densidade linear de 0,01kg/m para 1600N.

a) Qual a
velocidade de propagação da vibração dessa corda, a freqüência e o comprimento
de onda do som emitido com um comprimento de 1,25m?

b) Qual o
comprimento que essa corda deve ter (ajuste que o músico deve fazer para tocar
o instrumento, diminuindo o tamanho da corda) para a frequência ser o dobro?
Justifique matematicamente.



O texto
abaixo serve como auxílio teórico para resolução das questões finais:

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Intensidade é a qualidade que
permite um som ser percebido a uma maior ou a uma menor distância da fonte
sonora. Podem ser fortes ou fracos.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A
intensidade I de uma onda sonora é definida como a energia E que atravessa uma
superfície S num intervalo de tempo Dt.
Desta forma, a intensidade do som que um microfone de área efetiva de 3cm2
recebe durante 5s, com uma energia sonora de 1,5x10-9J vale 1x10-6W/m2.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; O ouvido humano pode detectar
intensidades sonoras que vão desde 10-12W/m2 até 1W/m2.
Devido a esse grande intervalo, uma escala logarítmica de base dez é usada para
definir o nível de intensidade sonora b
(decibel-dB):



onde
I é a intensidade sonora e Io a intensidade de referência de 10-12W/m2.
Portanto, os limites da faixa de nível de intensidade sonora audível para o ser
humano são 0dB e 120dB.






 

  
  
Tipo de som

  
  
Intensidade (dB)

 

  
  
Limiar da audição

  
  
0

 

  
  
Farfalhar de folhas

  
  
10

 

  
  
Ambiente de biblioteca

  
  
20

 

  
  
Murmúrio (a 5m)

  
  
30

 

  
  
Som ambiental médio

  
  
40

 

  
  
Conversação normal

  
  
60

 

  
  
Rua com grande tráfego

  
  
70

 

  
  
Rádio em volume alto

  
  
80

 

  
  
Metrô (interior)

  
  
90

 

  
  
Britadeira

  
  
100

 

  
  
Concerto de rock (limiar de
  desconforto)

  
  
120

 

  
  
Limiar da dor

  
  
140

 

  
  
Decolagem de jato (nas vizinhanças)

  
  
150

 

  
  
Lesão do tímpano

  
  
160

 





(OKUNO,
E., I. L. CALDAS, C. CHOW Física para Ciências Biológicas e Biomédicas,
p. 225 &amp; GARCIA, E. A. C. Biofísica. p. 97)



9. Sabe-se
que certos aparelhos conseguem atingir até 140dB de nível sonoro. Qual seria a
intensidade sonora deles? Adote 1x10-12W/m2 como a menor
intensidade sonora audível)



10. Uma
janela aberta para uma rua de tráfego intenso (nível sonoro de 90dB) possui 1m2
de área. Qual é a potência sonora que entra por ela?