(FUNCERN - IFRN, Edital 18 de 2013) Definimos uma onda como sendo uma perturbação que se propaga de um ponto a outro de um meio sem que haja transporte de matéria entre esses dois pontos. Várias são as propriedades físicas associadas às ondas. Diante disso, é correto afirmar que:
(a) as ondas eletromagnéticas são classificadas como sendo longitudinais e são formadas por campos elétricos e magnéticos perpendiculares entre si.
(b) uma onda estacionária que possui n=(N-1) modos normais, apresenta N semicomprimentos de onda.
(c) a potência de uma onda mecânica é diretamente proporcional ao quadrado da amplitude de oscilação.
(d) uma onda que se propaga em uma corda, ao atingir a extremidade com anel, não será refletida, desde que o anel esteja livre para deslocar-se sem atrito ao longo da haste vertical.

Passo 1

O enunciado apresenta quatro afirmações sobre ondas e pede para identificar qual delas está correta. Vamos rever conceitos de ondas eletromagnéticas, modos de uma onda estacionária, potência de onda mecânica e condição de contorno num extremo livre de uma corda.

Passo 2

Analisando (a): “as ondas eletromagnéticas são classificadas como sendo longitudinais e são formadas por campos elétricos e magnéticos perpendiculares entre si.” Na realidade, ondas eletromagnéticas são transversais, pois os vetores de campo elétrico e magnético oscilam em direções perpendiculares à direção de propagação. Logo, (a) é falsa.

Passo 3

Analisando (b): “uma onda estacionária que possui n=(N-1) modos normais, apresenta N semicomprimentos de onda.” Numa corda de extremidades fixas, o modo normal de ordem m apresenta exatamente m semicomprimentos de onda (cada semicomprimento corresponde a um segmento entre nós e ventres). Se houvesse N semicomprimentos, o número de modo seria m=N, não m=N-1. Portanto, (b) é falsa.

Passo 4

Analisando (c): “a potência de uma onda mecânica é diretamente proporcional ao quadrado da amplitude de oscilação.” De fato, para uma onda transversal numa corda, a potência média transportada é
P \propto \mu v \omega^2 A^2,
onde A é a amplitude. Assim, P\propto A^2. Logo, (c) é verdadeira.

Passo 5

Analisando (d): “uma onda que se propaga em uma corda, ao atingir a extremidade com anel, não será refletida, desde que o anel esteja livre para deslocar-se sem atrito ao longo da haste vertical.” Mesmo no extremo livre (anel sem atrito), há reflexão total da onda, apenas sem inversão de fase. Portanto, (d) é falsa.

Resposta

(c) a potência de uma onda mecânica é diretamente proporcional ao quadrado da amplitude de oscilação.

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