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Questão 42 da UFPR 2005

1ª fase · Física: Efeito Doppler

Verificam-se fenômenos ondulatórios em diversos acontecimentos do dia-a-dia: na propagação da luz, do som e das ondas de rádio, por exemplo. Com base nos conceitos dos fenômenos ondulatórios, assinale a alternativa correta.

  1. A
    Para uma onda longitudinal, os pontos do meio onde ela se propaga oscilam perpendicularmente à direção de propagação da onda.
  2. B
    Microondas e raios-X são ondas eletromagnéticas que se propagam no vácuo com velocidades diferentes.
  3. C
    Ondas sonoras podem ser polarizadas.
  4. D
    Tanto para o som quanto para a luz é possível ocorrer o efeito Doppler.
  5. E
    Quando uma onda eletromagnética é transmitida de um meio para outro de material diferente, sua freqüência muda.
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Resolução comentada

Vamos testar cada afirmação com o conceito correspondente.

  • Onda longitudinal: as partículas do meio oscilam na mesma direção da propagação (como o som no ar). A oscilação perpendicular é característica das ondas transversais. A) é falsa.
  • Ondas eletromagnéticas no vácuo: todas se propagam com a mesma velocidade, c \approx 3\times10^8\ \text{m/s}, seja micro-onda, raio-X ou luz visível. Elas diferem apenas na frequência e no comprimento de onda. B) é falsa.
  • Polarização: só ocorre em ondas transversais, pois é preciso restringir a direção de vibração. O som em fluidos é longitudinal e não pode ser polarizado. C) é falsa.
  • Efeito Doppler: é a mudança na frequência percebida quando há movimento relativo entre fonte e observador. Vale para qualquer onda, inclusive som (sirene de ambulância) e luz (desvio para o vermelho em galáxias que se afastam). D) é verdadeira.
  • Mudança de meio: ao passar de um meio para outro, a frequência é determinada pela fonte e não muda. Variam a velocidade e o comprimento de onda, pela relação v=\lambda f. E) é falsa.

Portanto, a única correta é a que afirma que o efeito Doppler ocorre tanto com o som quanto com a luz.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ADescreve onda transversal; na longitudinal a oscilação é paralela à propagação.
  • BNo vácuo todas as ondas eletromagnéticas têm a mesma velocidade c.
  • COndas sonoras são longitudinais e, por isso, não podem ser polarizadas.
  • ENa refração a frequência se mantém; mudam velocidade e comprimento de onda.

Assuntos: Efeito Doppler, Ondas: conceitos e equação fundamental.

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Fonte: UFPR 2005 · 1ª fase. Prova oficial ↗