Questõesde CESMAC sobre Oscilação e Ondas

Pode-se afirmar que a garganta funciona como uma espécie de tubo de ressonância para a emissão da voz humana. Considere que este tubo possua a extremidade inferior aproximadamente fechada e a extremidade superior aberta, por onde os sons são levados à boca. Considere, também, que a frequência do primeiro harmônico deste tubo em um homem adulto seja de 500 Hz. Se a velocidade do som no ar vale 340 m/s, qual é o comprimento do tubo de ressonância para a voz deste homem?

Considere a região do espectro eletromagnético onde a luz visível está inserida. As cores da luz podem ser distribuídas de acordo com os valores dos seus comprimentos de onda. Supondo um eixo orientado segundo a ordem crescente dos comprimentos de onda λ, a sequência das cores da radiação eletromagnética será:

Uma angioplastia coronariana é um procedimento que consiste na colocação de um “stent” para garantir o calibre adequado de um vaso sanguíneo. O “stent” é um pequeno dispositivo semelhante a uma mola, geralmente feito de uma liga de aço e cobalto. Considere que uma mola de aço de constante elástica 50 N/m seja distendida de 1,0 mm a partir do seu estado não distendido. Quais são a variação de energia potencial elástica (∆Ep) e o trabalho realizado pela força elástica (WF) nesse processo?

A terapia via ondas de choque é um método não invasivo para tratar algumas lesões em tecidos moles. As ondas usadas neste tipo de terapia são mecânicas. Abaixo, apresentamos algumas afirmações sobre ondas mecânicas. Assinale a afirmação correta.

Sabe-se que o funcionamento de um equipamento de limpeza de instrumental cirúrgico que opera à base de ultrassom em água tem melhor eficiência quando o comprimento de onda da onda ultrassônica é aproximadamente igual ao tamanho típico do resíduo a ser limpo. Neste caso, calcule qual deve ser a frequência do ultrassom em uma lavadora ultrassônica para que ela seja eficiente ao limpar resíduos com tamanho típico de 1,0 mm. Dados: velocidade do som na água v = 1500 m/s; 1 MHz = 106 Hz.

Certa balança utilizada na preparação de remédios manipulados possui um pequeno prato metálico horizontal de massa m, colocado sobre uma mola ideal de constante elástica k. Quando a mola não está sendo contraída nem esticada, a sua energia potencial elástica é nula. Quando uma massa M de uma substância está sendo pesada, a energia potencial elástica da mola da balança vale:

Um raio de luz se propagando em um meio material transparente, denominado meio 1, incide sobre um segundo meio material transparente, denominado meio 2. O ângulo do raio incidente é θ1 e o ângulo do raio refratado é θ2. Se θ2 > θ1, pode-se dizer que a velocidade da luz:

Exames de eletroencefalograma (EEG) podem detectar oscilações de sinais neuronais com frequência na faixa de 7,5 a 12,5 Hz, denominadas ondas alfa. Assinale a seguir a alternativa que indica uma onda senoidal com frequência na faixa destas oscilações alfa. Considere que a posição x é dada em metros e que o tempo t é dado em segundos.

Ondas eletromagnéticas, emitidas por um dispositivo laser utilizado em um procedimento médico, vibram transversalmente à sua direção de propagação. A direção de vibração das ondas eletromagnéticas caracteriza a sua:

Quando médicos da organização "Médicos Sem Fronteiras" trabalham em campo, em muitas ocasiões eles precisam improvisar dispositivos para poderem realizar suas atividades. Improvisando uma balança para a pesagem de bebês, um médico pendura uma mola de aço em um suporte de madeira. Ele, então, “calibra” a balança improvisada pendurando na mola um número crescente de pacotes de 1,00 kg de arroz, somando uma massa total M, e registra a deformação correspondente (△y) causada na mola. O gráfico abaixo mostra os resultados obtidos nas medições. Usando esta “balança” para pesar um bebê, a deformação observada na mola é △y = 2,00 cm. Supondo que a mola é ideal, calcule a massa deste bebê.

Em uma piscina para exercícios fisioterápicos, há uma raia longa de 20 m de comprimento. Considere o eixo x ao longo dessa raia. No início da raia, na posição x = 0, há um dispositivo que produz uma onda progressiva senoidal na superfície da água, que oscila transversalmente à direção x com amplitude máxima ymax = 10 cm. A frequência de oscilação do dispositivo é ajustada de modo que o comprimento de onda da onda na água vale λ = 0,80 m. Supondo que em um dado instante a frente da onda já avançou 16 m na raia, calcule a amplitude da onda na posição x = 12 m, sabendo que, neste mesmo instante, a amplitude da onda vale y = −10 cm na posição x = 1,8 m. Considere o valor de ymax constante ao longo da propagação da onda.

O ouvido humano consegue escutar sons com frequência na faixa de 20 Hz a 20000 Hz. Uma pessoa encontra-se numa região em que a velocidade do som é igual a 340 m/s. Qual é a ordem de grandeza do menor comprimento de onda (em metros) de uma onda sonora capaz de ser ouvida por essa pessoa nessa região?

Em um aparelho de ultrassonografia, ondas sonoras são produzidas por um transdutor, e o seu eco devido à reflexão em um tecido humano é captado. Em certo tecido humano, sabe-se que um transdutor gera ondas sonoras de frequência 10 MHz (1 MHz = 106 Hz) e comprimento de onda de 0,15 mm. Que comprimento de onda sonora é gerado neste mesmo tecido por um transdutor de 3,0 MHz?

Um estudante é informado que certa onda sonora se propaga no ar com frequência de 680,0 Hz, comprimento de onda de 0,500 m e amplitude de 0,010 m. Sabendo que tal onda é senoidal e se propaga no sentido positivo do eixo x, ele conclui que a sua equação (com x e y em metros e t em segundos) é dada por: