Com base nos conceitos de ondas periódicas, responda as questões a seguir:
Q 5 (UFU-MG) Uma pedra, ao ser atirada nas águas calmas de um lago, produz, em sua superfície, ondas que percorrem 200 cm de distância em 2,0 s. A distância entre duas cristas sucessivas da onda é 20 cm .
a) Qual a natureza e o tipo desta onda? Justifique.
b) Qual o comprimento de onda da perturbação?
c) Qual a freqüência do movimento?

Passo 1

Beleza! Vamos resolver esse exercício sobre ondas periódicas juntos. Primeiro, vamos entender o que está sendo pedido:
  • Enunciado: Uma pedra lançada em um lago calmo gera ondas que percorrem 200 cm em 2,0 segundos. A distância entre duas cristas consecutivas é de 20 cm.
  • Conteúdos envolvidos: Natureza e tipo de onda, comprimento de onda, e frequência do movimento.
  • O que vamos precisar: Conceitos básicos de ondas, como comprimento de onda ( lambda), velocidade ( v) e frequência ( f), além de entender a diferença entre ondas mecânicas e eletromagnéticas, e entre ondas transversais e longitudinais.

Passo 2

a) Qual a natureza e o tipo desta onda? Justifique.
Vamos lá! Primeiro, precisamos identificar a natureza da onda e seu tipo.
  • Natureza da onda: Ondas podem ser mecânicas ou eletromagnéticas. As ondas mecânicas precisam de um meio para se propagar, como água, ar ou sólidos. Já as ondas eletromagnéticas, como a luz, não precisam de meio.
    Justificativa: Como as ondas estão se propagando na água do lago, que é um meio material, estamos lidando com ondas mecânicas.
  • Tipo da onda: Ondas podem ser transversais ou longitudinais. Nas transversais, o movimento das partículas do meio é perpendicular à direção da propagação da onda. Nas longitudinais, o movimento é paralelo.
    Justificativa: Nas ondas da água, as partículas da água se movem para cima e para baixo (perpendicularmente à direção da propagação da onda). Portanto, são ondas transversais.

Passo 3

b) Qual o comprimento de onda da perturbação?
O comprimento de onda ( lambda) é a distância entre duas cristas consecutivas de uma onda. No enunciado, já nos dizem que essa distância é de 20 cm.
Então, diretamente:
lambda = 20 , cm

Passo 4

c) Qual a frequência do movimento?
A frequência ( f) é o número de oscilações ou ciclos completos que acontecem em um segundo, medida em hertz (Hz).
Para encontrar a frequência, vamos usar a relação entre velocidade ( v), comprimento de onda ( lambda) e frequência ( f):
v = lambda times f
Primeiro, precisamos encontrar a velocidade da onda. Sabemos que a onda percorre 200 cm em 2,0 segundos:
v = distânciatempo = 200 , cm2,0 , s = 100 , cm/s â
Agora, usando a fórmula da velocidade:
f = vlambda = 100 , cm/s20 , cm = 5 , Hz

Resposta

a) A onda é mecânica e transversal, pois se propaga na água (meio material) com partículas oscilando perpendicularmente à direção de propagação.
b) O comprimento de onda é $ \lambda = 20 , cm $.
c) A frequência do movimento é $ f = 5 , Hz $.

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