Em uma piscina, uma pessoa usa um pequeno gerador para produzir ondas regulares na superfície da água. Um…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma piscina, uma pessoa usa um pequeno gerador para produzir ondas regulares na superfície da água. Um observador nota que a distância entre duas cristas consecutivas é de 0,75 m e que passam 2 cristas por segundo por um ponto fixo da borda. Considerando que as ondas se propagam de modo regular, qual modelo permite determinar corretamente sua velocidade e qual é o valor obtido?
- A) Multiplicar o comprimento de onda pela frequência, obtendo velocidade de 1,5 m/s.
- B) Considerar que a distância entre cristas é metade do comprimento de onda, obtendo velocidade de 3 m/s.
- C) Dividir a frequência pelo comprimento de onda, obtendo velocidade de 2,67 m/s.
- D) Somar o comprimento de onda à frequência, obtendo velocidade de 2,75 m/s.
- E) Dividir o comprimento de onda pela frequência, obtendo velocidade de 0,375 m/s.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A distância entre duas cristas consecutivas é o comprimento de onda, λ = 0,75 m. Passam 2 cristas por segundo por um ponto fixo, então a frequência é f = 2 Hz.
- Lembre a relação fundamental da ondulatória: a velocidade de propagação é v = λ × f, ou seja, comprimento de onda multiplicado pela frequência.
- Calcule v = 0,75 × 2 = 1,5 m/s.
- Confira a unidade. Metro vezes hertz (que equivale a 1/s) resulta em metros por segundo, o que é coerente com uma velocidade.
- Compare com o gabarito oficial. O gabarito indica A, que coincide com o resultado obtido.
- Por que as outras estão erradas: B confunde a distância entre cristas com metade do comprimento de onda, o que não é o caso aqui. C inverte a operação e divide a frequência pelo comprimento de onda, o que não tem sentido físico para velocidade. D soma grandezas de natureza diferente, metro com hertz, o que não é permitido. E divide o comprimento de onda pela frequência, obtendo um valor que não corresponde à velocidade.
💡 Dica: Use v = λf, com frequência igual ao número de cristas que passa por segundo.
Alternativa por alternativa
A distância entre cristas consecutivas corresponde ao comprimento de onda, 0,75 m, e a frequência é 2 Hz. Pela relação v = comprimento de onda x frequência, a velocidade é 0,75 x 2 = 1,5 m/s.
O aluno acredita que a distância entre duas cristas consecutivas corresponde a meio comprimento de onda, confundindo-a com a distância entre crista e vale. Por isso dobra o valor e chega a λ = 1,5 m.
O aluno sabe que a velocidade envolve comprimento de onda e frequência, mas inverte a operação e divide f por λ, obtendo 2/0,75 ≈ 2,67 m/s.
O aluno acredita que velocidade é uma soma entre comprimento de onda e frequência, sem perceber que essas grandezas têm unidades diferentes e não podem ser somadas.
O aluno inverte a relação e divide o comprimento de onda pela frequência, obtendo 0,75/2 = 0,375 m/s, como se estivesse calculando uma razão de tempo e não uma velocidade.
Por que engana: Dividir o comprimento de onda pela frequência ou tratar a distância entre cristas como metade do comprimento de onda.
Raio-X da questão
Velocidade de propagação de ondas: v = λf.
Aplicar a relação en
Identificação do comprimento de onda como distância entre cristas consecutivas. · Interpretação da frequência como número de oscilações por segundo.
Comprimento de onda e frequência.
Dividir o comprimento de onda pela frequência ou tratar a distância entre cristas como metade do comprimento de onda.
Ondas regulares na s
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