(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
modos normais, apresenta
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.
(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
(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
modos normais, apresenta
semicomprimentos de onda.” Numa corda de extremidades fixas, o modo normal de ordem
apresenta exatamente
semicomprimentos de onda (cada semicomprimento corresponde a um segmento entre nós e ventres). Se houvesse
semicomprimentos, o número de modo seria
, não
. 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
onde
é a amplitude. Assim,
. 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.