Ficha nº1

 

Sinais: propagação e velocidade

1. Dentro da Estação Espacial Internacional, dois astronautas comentam entre si o trabalho que dois outros colegas executam do lado de fora da nave. Estes, ao contrário dos primeiros, precisam de emissores de rádio para comunicarem entre si, apesar de estarem lado a lado.

1.1. Explique porque é que os astronautas que estão fora da nave precisam de emissores de rádio para comunicarem entre si.

1.2. Quando se propagam no ar, as ondas sonoras são longitudinais. O que é que isto significa?

1.3. As ondas de rádio são transversais. Dê exemplos de outras ondas transversais.

1.4. Suponha que os astronautas que estão dentro da nave estão à mesma distância daqueles que estão fora dela. Determine a relação entre o intervalo de tempo que demora a propagação do sinal sonoro entre os dois astronautas que estão dentro da nave e o intervalo de tempo que demora a propagação do sinal rádio entre os dois astronautas que estão fora dela.

 

2. Considere as seguintes ondas:

(A) Radiação ultravioleta e onda numa corda.

(B) Luz de um laser e onda numa corda.

(C) Luz de um LED e onda sonora no ar.

(D) Onda numa corda e onda sonora na água.

a) Em qual das opções os dois tipos de ondas necessitam de um meio material para a sua propagação?

b) Em quais das opções a direção de propagação das ondas é perpendicular à direção de oscilação?

 

3. Na entrada de muitos estabelecimentos comerciais existem sensores que emitem sinais sonoros sempre que detetam movimento.

3.1. O que se entende por sinal?

3.2. Qual é função deste tipo de dispositivos?

 

4. O que é um sinal?

 

5. Cria-se uma perturbação (pulso) na extremidade de uma mola que se propaga a 60 cm de distância em 75 ms. Qual é o módulo da velocidade de propagação da onda produzida?

 

6. O conceito de onda é fundamental, por exemplo, no estudo do som. Qual das seguintes afirmações não está cientificamente correta?

(A) Uma onda corresponde a uma perturbação, ou seja, é um sinal que se propaga num meio.

(B) A velocidade de propagação de uma onda mede a distância percorrida pelo pulso por unidade de tempo.

(C) A velocidade de propagação de uma onda depende das características do meio de propagação, pelo que, num meio homogéneo, a velocidade de propagação de uma onda é praticamente constante.

(D) Uma onda origina transferência de energia de um ponto para outro e, portanto, transporte de matéria entre os pontos.

 

7. A comunicação implica a propagação de ondas. O que é uma onda?

 

8. Uma onda sísmica propaga-se com velocidade de módulo 5000 m s-1. Que tempo decorre desde o epicentro (local da superfície da Terra na vertical da origem da perturbação sísmica) até à sua chegada a um local situado a 50 km?

 

9. Se pegarmos na extremidade de uma corda esticada, que está presa por outra, e a agitarmos verticalmente, forma-se um impulso que se propaga ao longo da corda, como se ilustra na figura. O impulso indicado demorou 3,0 s a atingir a extremidade da corda.

9.1. O que determinou o deslocamento d indicado na corda?

9.2. Desenhe a forma da corda 1,0 s após a criação do impulso.

9.3. Determine a velocidade a que o impulso se propagou na corda.

 

10. Um sinal A é produzido na extremidade de uma corda e um sinal B é produzido num diapasão.

Selecione a opção correta:

(A) A propagação dos sinais origina ondas mecânicas transversais.

(B) O sinal B origina uma onda mecânica longitudinal, existindo transferência de energia sem transporte de matéria ao longo do meio.

(C) O sinal A origina uma onda mecânica transversal, existindo transferência de energia e transporte de matéria ao longo do meio.

(D) O sinal B origina uma onda eletromagnética longitudinal.

 

11. Efetuando um movimento rápido com a mão, para cima e para baixo, o Miguel faz vibrar a extremidade de uma corda.

Um segundo depois do início do movimento da mão do Miguel, a vibração atingiu a mão do Pedro que segurava a outra extremidade da corda com 3,0 m de comprimento.

11.1. Como se designa a deformação causada na corda?

11.2. Determine o módulo da velocidade com que se propagou a deformação na corda.

11.3. Indique, justificando, se no mesmo intervalo de tempo a deformação teria percorrido a mesma distância numa corda com o dobro da espessura.

11.4. Por que motivo se pode dizer que foi gerada uma onda?

 

12. Qual das seguintes afirmações está correta?

(A) Um sinal é uma vibração de curta duração.

(B) Os fenómenos ondulatórios resultam da alteração de uma propriedade física do meio em que se propagam.

(C) As ondas mecânicas transportam matéria, as eletromagnéticas transportam energia.

(D) A velocidade de propagação é tanto maior quanto maior for a energia transferida pela fonte sonora.

 

13. Classifique de verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das seguintes afirmações.

(A) Um sinal é uma perturbação que ocorre localmente, de curta ou longa duração e que pode ser usado para comunicar.

(B) Qualquer que seja o modo de comunicar, há sempre o envio de um sinal codificado por um emissor, que depois é recebido por um recetor.

(C) Sempre que um emissor envia um sinal a um recetor, há comunicação.

(D) O sinal emitido por um emissor só se propaga através de um meio material.

 

14. Uma mola em espiral está estendida em repouso sobre uma mesa quando alguém lhe dá uma pancada numa das extremidades.

De que depende a velocidade de propagação da onda formada?

(A) Do tamanho da mola.

(B) Da espessura das espiras.

(C) Da força usada para criar a perturbação.

(D) Da energia transferida para a mola na pancada.

 

15. Consoante a direção da oscilação das partículas, as ondas podem ser classificadas em ondas transversais e ondas longitudinais.

15.1. Quando é que uma onda se diz transversal?

15.2. Quando é que uma onda se diz longitudinal?

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