Duas hastes, A e B, movendo-se verticalmente, produzem ondas em fase, que se propagam na superfície da água…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Duas hastes, A e B, movendo-se verticalmente, produzem ondas em fase, que se propagam na superfície da água, com mesma frequência f e período T, conforme a figura. No ponto P, ponto médio do segmento AB, uma bóia sente o efeito das duas ondas e se movimenta para cima e para baixo. O gráfico que poderia representar o deslocamento vertical y da bóia, em relação ao nível médio da água, em função do tempo t, é [FUVEST 2006 - Questão 62] FUVEST - 2006
- A) a)
- B) b)
- C) c)
- D) d)
- E) e)
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique o fenômeno. As duas hastes A e B oscilam em fase, com mesma frequência f e período T, e produzem ondas que se propagam na superfície da água. Onde as ondas se encontram, ocorre interferência.
- Analise a distância do ponto P às duas fontes. P é o ponto médio do segmento AB, logo está à mesma distância de A e de B. Assim, as ondas que chegam a P percorreram o mesmo caminho e a diferença de percurso é zero.
- Conclua o tipo de interferência. Como as fontes estão em fase e a diferença de percurso é nula, a interferência em P é construtiva. As duas ondas chegam em fase e reforçam-se mutuamente.
- Determine a amplitude do movimento da bóia. Na interferência construtiva, a amplitude resultante em P é a soma das amplitudes de cada onda, ou seja, o dobro da amplitude de uma única onda. Portanto, a bóia oscila com a maior amplitude possível entre os gráficos apresentados.
- Determine a frequência e o período do movimento da bóia. A bóia oscila com a mesma frequência f das fontes, portanto seu período é T. O gráfico correto deve ser uma senoide de período T.
- Verifique a fase inicial. Em t = 0, a bóia está no nível médio da água e começa a subir, pois as fontes começam a se mover a partir da posição de equilíbrio. O gráfico correto deve passar pelo zero em t = 0 e apresentar subida inicial.
- Escolha a alternativa. A única alternativa que reúne amplitude máxima (interferência construtiva), período T e fase inicial correta é a E, que é o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa A não pode ser correta porque mostra um movimento de amplitude insuficiente para uma interferência construtiva em P. A alternativa B não pode ser correta porque o período apresentado não corresponde ao período T das fontes. A alternativa C não pode ser correta porque a fase inicial do movimento não coincide com a de duas fontes que começam a oscilar a partir do equilíbrio. A alternativa D não pode ser correta porque sua forma ou seu período não representam um movimento harmônico com a frequência f das fontes.
💡 Dica: Analise a interferencia no ponto médio e determine o período da oscilação resultante.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente acha que, por P estar entre as duas fontes, as ondas se cancelam e a bóia quase não se move, confundindo o ponto médio com um ponto de interferência destrutiva.
O aluno provavelmente confunde a frequência da bóia com o dobro da frequência das fontes ou troca período por frequência, ao associar duas ondas a um movimento mais rápido.
O aluno provavelmente ignora a fase inicial do movimento e acha que a bóia começa em uma posição extrema ou descendo, sem considerar que as fontes partem do nível médio.
O aluno provavelmente acha que a oscilação da bóia não é harmônica ou que o período muda por causa da combinação das duas ondas, sem perceber que a frequência resultante continua igual a f.
Por que engana: O aluno pode supor que as ondas se anulam no ponto médio ou confundir a frequência da onda resultante com o dobro da frequência original.
CORRETA. Este gráfico representa a interferência construtiva máxima, com amplitude dobrada.
Raio-X da questão
Interferência construtiva de ondas
avaliacao
Princípio da superposição de ondas · Movimento harmônico periódico
Revise interferência de ondas em fase, diferença de caminho e período de oscilação.
O aluno pode supor que as ondas se anulam no ponto médio ou confundir a frequência da onda resultante com o dobro da frequência original.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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