Física 15 B Flashcards
(21 cards)
Qual é o fenômeno responsável pela mudança na frequência percebida de uma onda sonora quando há movimento relativo entre a fonte (como uma ambulância) e o receptor, e como isso afeta a frequência ouvida pelo receptor quando a fonte se aproxima ou se afasta?
- Frequência da onda sonora:
- Quando a ambulância (fonte) e o receptor estão parados, a frequência percebida pelo receptor é igual à frequência da fonte, ou seja, 340 Hz.
- Se não há movimento relativo entre a fonte e o receptor, a frequência percebida permanece a mesma (340 Hz para ambos os receptores A e B).
- Comprimento de onda:
- A velocidade do som no ar é 340 m/s.
- O comprimento de onda (λ) é calculado por: λ = v/f, onde v é a velocidade do som e f é a frequência.
- Para f = 340 Hz, temos: λ = 340/340 = 1 m.
- O comprimento de onda é 1 metro, e as cristas da onda têm essa distância constante.
- Movimento e Efeito Doppler:
- Quando a ambulância se move, ocorre o efeito Doppler, que é a mudança na frequência percebida devido ao movimento relativo entre a fonte (ambulância) e o receptor.
- Se a ambulância se aproxima do receptor, a frequência percebida aumenta (ex.: > 340 Hz).
- Se a ambulância se afasta do receptor, a frequência percebida diminui (ex.: < 340 Hz).
- Exemplo: Receptor B ouve uma frequência diferente (ex.: 350 Hz ou menor) dependendo se a ambulância está se aproximando ou afastando.
- Definição do Efeito Doppler:
- É a alteração na frequência percebida de uma onda (como som) devido ao movimento relativo entre a fonte e o receptor.
- Não é necessário que ambos (fonte e receptor) se movam; basta que haja movimento relativo entre eles.
- Desenho:
- Sem movimento: Ondas sonoras com cristas equidistantes (1 metro de comprimento de onda).
- Com movimento: As cristas se comprimem (frequência maior) na direção do movimento da fonte e se expandem (frequência menor) na direção oposta, ilustrando o efeito Doppler.
Fenômeno principal: Efeito Doppler, causado pelo movimento relativo entre fonte e receptor, alterando a frequência percebida da onda sonora.
a ambulância pode ficar parada e os receptores se movimentarem
Como o movimento relativo entre uma ambulância (emitindo som a 340 Hz) e um receptor parado afeta a frequência percebida, e por que ela é maior ou menor dependendo se a ambulância se aproxima ou se afasta?
O efeito Doppler ocorre quando há movimento relativo entre a ambulância (fonte, 340 Hz) e o receptor. Se a ambulância se aproxima do receptor B (parado), ele recebe mais ondas, percebendo frequência maior (> 340 Hz). Se ela se afasta, recebe menos ondas, percebendo frequência menor (< 340 Hz). A frequência aparente varia pelo movimento, sendo maior na aproximação e menor no afastamento.
Qual a frequência aparente de A e B?
sinal: quem vai ouvir a frequência maior, tem que ver se a soma ou a subtração da o maior valor da parte do denominador
já para quem vai ouvir a frequência menos, o inverso
sinal: quem vai ouvir a frequência maior, tem que ver se a soma ou a subtração da o maior valor da parte do denominador
já para quem vai ouvir a frequência menos, o inverso
Qual é o princípio físico que permitiu aos astrônomos concluir que o universo está em expansão, com base na observação do desvio para o vermelho na luz de galáxias que se afastam da Terra?
O texto descreve o efeito Doppler da luz, fenômeno de ondas, como sonoras, na água e eletromagnéticas. Observado em estrelas e galáxias por telescópios, detecta mudanças na frequência da luz: galáxias se aproximando da Terra emitem luz de maior frequência, desviando para o violeta; se afastando, emitem luz de menor frequência, desviando para o vermelho. Astrônomos notaram que a maioria das galáxias se afasta (desvio para o vermelho), indicando a expansão do universo. O efeito Doppler da luz permitiu essa conclusão, com poucas galáxias se aproximando (desvio para o violeta).
Qual é a diferença entre reforço, reverberação e eco na reflexão das ondas sonoras, considerando o intervalo de tempo entre o som direto e o refletido?
O texto explica a reflexão das ondas sonoras. Ao falar, cria-se o som direto (azul), que se propaga. Ao atingir uma parede, ocorre reflexão, gerando o som refletido (verde). Dependendo do intervalo entre eles, ocorrem: reforço (intervalo menor que 0,1 segundo, som intensificado), reverberação (refletido chega após o direto, prolongando o som) ou eco (intervalo maior que 0,1 segundo, sons distintos). A distância da fonte à superfície define o fenômeno: próximo, sons quase simultâneos; afastado, atraso gera reverberação ou eco.
Como o intervalo de tempo entre som direto e refletido distingue eco, reverberação e reforço sonoro, afetando a percepção auditiva?
O texto diferencia eco, reverberação e reforço sonoro pelo intervalo entre som direto e refletido. Próximo ao obstáculo, com intervalo < 0,1 s, o som direto e refletido se reforçam. Afastado, com intervalo maior, há reverberação, prolongando o som, usada em teatros sem excesso. Com intervalo > 0,1 s, ocorre eco, percebendo o som refletido como distinto. Provas focam eco e reverberação.
O texto explica o cálculo da distância mínima para perceber um eco, que ocorre quando o som refletido chega após o som direto, com intervalo > 0,1 s. Considerando a velocidade do som (340 m/s) e o tempo de ida e volta (0,1 s), divide-se o tempo por 2 (0,05 s) para o trajeto de ida. Assim, a distância mínima é 340 × 0,05 = 17 metros. Para ouvir o eco, a distância entre o receptor e o obstáculo deve ser maior que 17 metros.
Como calcular a distância até o obstáculo para ouvir um eco após 2 segundos, considerando a velocidade do som de 340 m/s?
O texto aborda o cálculo da distância percorrida por uma onda sonora que cria um eco, percebido após 2 segundos. Com a velocidade do som a 340 m/s, o tempo de 2 segundos é para ida e volta, então o tempo de ida é 1 segundo. A distância é calculada como 340 × 1 = 340 metros (ida), ou 170 metros até o obstáculo.
Como o sonar utiliza a reflexão de ondas ultrassônicas para calcular a profundidade ou detectar objetos, e qual é o princípio físico envolvido?
O texto descreve o uso do sonar, que emite ondas ultrassônicas para detectar objetos, como cardumes ou o fundo do mar, por meio da reflexão dessas ondas. O ultrassom, uma onda sonora, é emitido, reflete no alvo (ex.: fundo do mar) e retorna, permitindo calcular a profundidade ou distância com base no tempo de ida e volta e na velocidade do som na água. A técnica é semelhante à usada por submarinos e morcegos, e foi abordada no ENEM 2017.
Como identificar e desenhar os nós e ventres de uma onda estacionária em uma corda fixada nas extremidades para o primeiro e o segundo harmônico?
O texto explica ondas estacionárias em uma corda fixada em duas extremidades (nós), com comprimento L, vibrando entre pontos fixos. Nos nós, a corda não se move; nos ventres, há máxima amplitude. No primeiro harmônico, há dois nós (extremidades) e um ventre central (meio da corda). No segundo harmônico, há três nós (extremidades e um no meio) e dois ventres. A prova pode exigir identificar o número de nós e ventres ou desenhar a configuração para um dado harmônico.
Qual é a relação entre o comprimento da corda (L) e o comprimento de onda (λ) no primeiro harmônico de uma onda estacionária em uma corda fixada nas extremidades?
O texto descreve uma onda estacionária em uma corda de comprimento L, fixada nas extremidades, vibrando no primeiro harmônico. No primeiro harmônico, há dois nós (extremidades) e um ventre (centro), e o comprimento da corda L corresponde a metade do comprimento de onda (λ/2). Assim, a relação é L = λ/2, ou λ = 2L. A prova pode exigir relacionar o comprimento da corda com o comprimento de onda para um dado harmônico.
Como o número de nós, ventres, comprimento de onda e frequência variam nos harmônicos de uma onda estacionária em uma corda, e qual é a relação entre a frequência fundamental e as frequências dos harmônicos superiores?
O texto explica ondas estacionárias em uma corda de comprimento L, focando nos harmônicos. No segundo harmônico, há três nós e dois ventres, com L = λ (comprimento de onda). No terceiro harmônico, há quatro nós e três ventres, com L = 3λ/2. No quinto harmônico, há seis nós e cinco ventres. O comprimento de onda diminui com harmônicos mais altos (ex.: para L = 60 cm, λ1 = 120 cm no primeiro harmônico, λ2 = 60 cm no segundo). A frequência aumenta proporcionalmente: f2 = 2f1, f3 = 3f1, etc. (ex.: f1 = 440 Hz, f2 = 880 Hz, f3 = 1320 Hz). A frequência do primeiro harmônico (f1) é a fundamental, a menor frequência.
Como a velocidade da onda, o comprimento de onda e a frequência se relacionam nos primeiro e segundo harmônicos de uma onda estacionária em uma corda, e qual é a relação entre a frequência fundamental e a do segundo harmônico?
O texto discute ondas estacionárias em uma corda, destacando que no primeiro harmônico o comprimento da corda (L) é metade do comprimento de onda (L = λ/2, ou λ = 2L), e no segundo harmônico L = λ. A velocidade da onda (v) é a mesma em todos os harmônicos, pois o meio (corda) é o mesmo. A velocidade é dada por v = λ × f. No primeiro harmônico, v = λ1 × f1; no segundo, v = λ2 × f2, onde λ2 = L e f2 = 2f1 (f1 é a frequência fundamental, f0). Assim, f2 = 2f0, f3 = 3f0, etc. A prova pode exigir relacionar essas grandezas.
Qual é a relação geral entre o comprimento da corda (L), o comprimento de onda (λ) e a frequência (f) para o n-ésimo harmônico em uma onda estacionária, e como calcular a frequência de um harmônico específico?
O texto explica a relação entre o comprimento da corda (L), o comprimento de onda (λ) e o número do harmônico (n) em ondas estacionárias. No primeiro harmônico (n=1), L = λ/2; no segundo (n=2), L = λ; no terceiro (n=3), L = 3λ/2, e assim por diante. Geralmente, L = n(λ/2), ou λ = 2L/n. A velocidade da onda (v) é constante, dada por v = λ × f, onde f é a frequência. A frequência do n-ésimo harmônico é fn = n × f1, sendo f1 a frequência fundamental. A prova pode exigir calcular λ, f ou v para um dado harmônico.
Como calcular a velocidade de uma chuva (em km/h) usando o efeito Doppler em um radar, dado Δf = 300 Hz, f_0 = 3000 MHz, e c = 3 × 10^8 m/s?
A questão do ENEM (simulado ou prova oficial) aborda o radar Doppler, que usa micro-ondas para medir a velocidade de partículas, como gotas de chuva, com base no efeito Doppler. A fórmula fornecida é Δf = (2v_r/c) × f_0, onde Δf é a diferença de frequência (300 Hz), v_r é a velocidade relativa, c é a velocidade da luz (3 × 10^8 m/s), e f_0 é a frequência emitida (3000 MHz = 3 × 10^9 Hz). Substituindo, calcula-se v_r = 15 m/s, que, convertido para km/h (× 3,6), resulta em 54 km/h. A questão exige aplicar a fórmula e converter unidades.
