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Questão 86 da EEAR 2014

Exame de escolaridade · Física: Ondas: conceitos e equação fundamental

— Coloca-se uma fonte em um meio 1 e outra fonte em um outro meio 2. Os gráficos a seguir representam a amplitude (A) em função da posição (x) das ondas periódicas emitidas em cada um dos meios por essas fontes.

Dois gráficos de amplitude (A) em função da posição (x) para ondas nos meios 1 e 2, alinhados verticalmente com linhas tracejadas. No gráfico superior (meio 1), um ciclo completo da onda ocupa quatro intervalos tracejados. No gráfico inferior (meio 2), uma oscilação completa ocupa um único intervalo tracejado, indicado por uma seta de comprimento horizontal rotulada com a letra grega lambda.

Com base na figura, podemos afirmar corretamente que a relação entre o comprimento de onda no meio 1 (\lambda_1) e o comprimento de onda no meio 2 (\lambda_2) é

  1. A
    \lambda_1 = 4\lambda_2
  2. B
    \lambda_2 = 4\lambda_1
  3. C
    \lambda_1 = 2\lambda_2
  4. D
    \lambda_1 = \lambda_2
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Resolução comentada

O comprimento de onda \lambda é a distância horizontal que a onda leva para completar um ciclo (uma crista e um vale, voltando ao ponto de partida). Por isso, basta contar quantos ciclos cabem no mesmo trecho de x nos dois gráficos.

As linhas tracejadas dividem o eixo x em intervalos iguais, e os dois gráficos usam a mesma escala horizontal.

  1. Meio 2: um ciclo completo ocupa um intervalo tracejado, como mostra a seta \lambda. Então \lambda_2 = 1 intervalo.
  2. Meio 1: um ciclo completo (crista seguida de vale) se estende por quatro intervalos, do início até a última linha tracejada. Então \lambda_1 = 4 intervalos.

Comparando:

\frac{\lambda_1}{\lambda_2}=\frac{4}{1} \Rightarrow \lambda_1 = 4\lambda_2

Conferência pelo gráfico: no meio 2 cabem 4 ciclos no mesmo trecho em que o meio 1 tem 1 ciclo, logo o comprimento de onda do meio 1 é 4 vezes maior.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BInverte a relação: coloca o meio 2 com comprimento de onda maior, quando é o meio 1 que tem ciclo mais longo.
  • CFator 2 não corresponde à contagem: o ciclo do meio 1 ocupa 4 intervalos e o do meio 2, apenas 1.
  • DOs ciclos têm tamanhos bem diferentes nos dois gráficos, então os comprimentos de onda não são iguais.

Assunto: Ondas: conceitos e equação fundamental.

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Ver como caiu na prova Questão 86 no caderno CFS da EEAR 2014

Fonte: EEAR 2014 · CFS. Prova oficial ↗