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Exercícios sobre refração das ondas

Estes exercícios tratam sobre a refração das ondas, fenômeno caracterizado por uma alteração na velocidade das ondas decorrente de uma mudança de meio de propagação.

Questão 1

(Uefs-BA)

Disponível em: <http://comafisicanocorpoenaalma.blogspot.com.br/
2012/06/ondas.html> Acesso em: 29 jun. 2013.

A figura representa a propagação de uma onda plana na superfície de um líquido contido em um recipiente. Sendo v a velocidade de propagação, λ, comprimento de onda e θ, o ângulo entre frente de onda e o meio de separação, e sabendo-se que o módulo da velocidade da onda diminui quando ocorre a refração da região de maior profundidade para a de menor profundidade, marque com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas.

(  ) O comprimento de onda λ2 é igual a λ1sen θ2/sen θ1.

(  ) A profundidade do meio 2 é maior do que a do meio 1.

(  ) A frequência da onda no meio 1 é maior do que a do meio 2.

(  ) A superposição da onda incidente com a refletida pela parede do recipiente é uma interferência destrutiva.

A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a:

a) V V F F

b) V F V V

c) F V F V

d) F V V V

e) V F F V

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Questão 2

(FGV) Verifica-se que, ao sofrer refração, um trem de ondas mecânicas apresenta um novo perfil de oscilação, em que a distância entre duas cristas consecutivas de suas ondas tornou-se maior. Comparativamente ao que possuía o trem de ondas antes da refração, a frequência se ______, a velocidade de propagação se _______ e a amplitude se manteve, já que o novo meio é ________refringente.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.

a) alterou … alterou … menos

b) alterou … manteve … mais

c) manteve … alterou … mais

d) manteve … alterou … menos

e) manteve … manteve … mais

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Questão 3

A imagem abaixo representa a refração de ondas em um lago. As regiões 1 e 2 são regiões que possuem diferentes profundidades.

Existe um erro nessa figura! Marque a alternativa que explica corretamente o que há de errado.

a) Os comprimentos de onda nas regiões 1 e 2 devem ser iguais, já que essa grandeza não se altera com a refração.

b) A refração de ondas na água nunca ocorre com diminuição de velocidade, por isso, as frentes de onda sempre se afastam da reta normal.

c) Como houve aproximação da reta normal, conclui-se que ocorreu diminuição da velocidade de propagação da onda. Por isso, os comprimentos de onda representados nas regiões 1 e 2 devem ser iguais.

d) Como houve afastamento da reta normal, conclui-se que ocorreu redução na velocidade de propagação das ondas. Portanto, na passagem de 1 para 2, a onda torna-se mais lenta e sofre diminuição do comprimento de onda.

e) Como houve aproximação da reta normal, conclui-se que ocorreu redução na velocidade de propagação das ondas. Portanto, na passagem de 1 para 2, a onda torna-se mais lenta e sofre diminuição do comprimento de onda.

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Questão 4

Marque a alternativa correta a respeito da refração de ondas.

a) A região de maior velocidade da onda sempre possuirá ondas de maior frequência.

b) Em um lago, as regiões mais rasas apresentam ondas mais velozes que as ondas de regiões mais profundas.

c) Na refração, as ondas mantêm seu comprimento de onda inalterado, pois essa característica depende exclusivamente da fonte.

d) Em um lago, as regiões mais rasas apresentam ondas menos velozes que as ondas de regiões mais profundas.

e) A região de maior velocidade da onda sempre possuirá ondas de menor frequência.

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra E

Verdadeiro: Aplicando a Lei de Snell para o caso da refração de ondas na água, temos:

Falso: Observando a figura, pode-se perceber que λ1 > λ2. Sendo assim, sabendo que na refração a frequência mantém-se constante, podemos concluir que v1 > v2. A região mais profunda é aquela que possui maior velocidade, portanto, a profundidade do meio 1 é maior que a do meio 2.

Falso: A frequência é uma característica que depende exclusivamente da fonte, portanto, na refração, essa característica não é alterada.

Verdadeiro: Ao chocarem-se perpendicularmente com as paredes do recipiente, as ondas sofrem reflexão na mesma direção e no sentido oposto. Isso ocasionará interferências destrutivas de ondas, ou seja, as ondas que se superpõem estarão em fases diferentes.

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Resposta Questão 2

Letra D

A frequência é uma característica da onda que depende da fonte, sendo assim, ela não sofrerá alteração na refração. Quando a distância entre duas cristas consecutivas da onda aumenta, isso significa que o comprimento de onda tornou-se maior. O aumento do comprimento de onda provoca consequente aumento da velocidade de propagação das ondas. Se a velocidade aumentou, é porque o meio oferece menos resistência à propagação das ondas, por isso, é denominado de meio menos refringente.

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Resposta Questão 3

Letra E

A figura claramente mostra que as ondas refratadas estão mais próximas da reta normal, reta imaginária perpendicular ao plano que separa os meios 1 e 2. Por causa disso, podemos entender que houve redução na velocidade de propagação das ondas, que gerará consequente diminuição do comprimento de onda. O erro está no fato do maior comprimento de onda estar representado na região 2, local de menor velocidade.

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Resposta Questão 4

Letra D

A refração de ondas na água ocorre na passagem delas entre regiões com diferentes profundidades. O que se percebe empiricamente é que, nas regiões de maior profundidade, as ondas são mais velozes.

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