Em uma atividade de laboratório, estudantes produzem ondas periódicas em uma corda mantida sob a mesma tensão…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de laboratório, estudantes produzem ondas periódicas em uma corda mantida sob a mesma tensão. Um sensor indica que a velocidade de propagação permanece constante e igual a 4,0 m/s. Quando a frequência da fonte aumenta de 2,0 Hz para 4,0 Hz, os estudantes analisam a distância entre duas cristas consecutivas. Para ondas periódicas, vale a relação v = ?f, em que v é a velocidade de propagação, ? é o comprimento de onda e f é a frequência. Com base nessa situação, o que ocorre com o comprimento de onda quando a frequência da fonte aumenta de 2,0 Hz para 4,0 Hz?
- A) Permanece com o mesmo valor.
- B) Torna-se igual a zero.
- C) Aumenta para o dobro.
- D) Diminui para um quarto.
- E) Diminui pela metade.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- A relação dada é v = λf, em que v é a velocidade (4,0 m/s, constante), λ é o comprimento de onda e f é a frequência. Isolando o comprimento de onda, temos λ = v/f. Passo 2: Com f = 2,0 Hz, obtemos λ = 4,0 / 2,0 = 2,0 m. Passo 3: Com f = 4,0 Hz, obtemos λ = 4,0 / 4,0 = 1,0 m. Passo 4: Comparando os dois valores, o comprimento de onda passou de 2,0 m para 1,0 m, ou seja, diminuiu pela metade. Passo 5: A alternativa E está correta. A alternativa A está errada porque o comprimento de onda só permaneceria igual se a frequência não mudasse. A alternativa B está errada porque um comprimento de onda igual a zero não faria sentido físico, já que a onda continua se propagando. A alternativa C está errada porque, com o aumento da frequência, o comprimento de onda diminui, e não aumenta. A alternativa D está errada porque a frequência dobrou e, portanto, o comprimento de onda caiu pela metade, e não para um quarto. O gabarito oficial E está coerente com a resolução.
💡 Dica: Lembre-se da relação entre frequência e comprimento de onda.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que, como a velocidade é constante, o comprimento de onda também não muda. Esquece que λ = v/f depende da frequência e que a frequência varia.
Por que engana: Confundir a relacao inversa entre frequencia e comprimento de onda, pensando que ambos aumentam juntos.
O aluno confunde a ideia de comprimento de onda com algo que se anula ou desaparece quando a frequência aumenta, sem aplicar a relação entre v, λ e f.
O aluno inverte a relação, pensando que λ é proporcional à frequência (λ = v·f), o que faria o comprimento dobrar ao dobrar a frequência.
O aluno percebe que a frequência dobrou, mas aplica o efeito duas vezes ou eleva a razão ao quadrado, concluindo que o comprimento de onda cai para um quarto em vez de metade.
Como a velocidade de propagação permanece constante, o comprimento de onda e a frequência são inversamente proporcionais, conforme v = λf. Ao dobrar a frequência de 2,0 Hz para 4,0 Hz, o comprimento de onda precisa ser reduzido à metade para que a velocidade continue igual a 4,0 m/s. Inicialmente, λ = 4,0/2,0 = 2,0 m; depois, λ = 4,0/4,0 = 1,0 m.
Raio-X da questão
frequência e comprimento de onda
avaliacao
relacao frequencia e comprimento · velocidade da onda constante
Revisar a relação entre frequência e comprimento de onda em ondas.
Confundir a relacao inversa entre frequencia e comprimento de onda, pensando que ambos aumentam juntos.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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