As ondas sonoras ( ) de uma apresentação musical são codificadas em ondas de rádio para a transmissão do estúdio de rádio para seu receptor em casa. Uma onda de rádio que se propaga à velocidade com um comprimento de onda de carrega uma onda sonora que tem um comprimento de onda de no ar. Qual onda tem a frequência mais elevada, a onda de rádio ou a onda sonora?

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado nos fala sobre ondas sonoras e ondas de rádio, tanto suas velocidades quanto seus comprimentos de onda. A matéria aqui envolve física das ondas, especificamente calculando frequência. Para resolver, vamos precisar usar a fórmula que relaciona velocidade, frequência e comprimento de onda das ondas.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar a fórmula que conecta velocidade ( ), frequência ( ) e comprimento de onda ( ):
Essa fórmula nos diz que a frequência é igual à velocidade dividida pelo comprimento de onda.

Passo 3

Vamos calcular a frequência da onda de rádio. Sabemos que:
  • Velocidade da onda de rádio ( á) =
  • Comprimento de onda da rádio ( á) =
Aplicando a fórmula:
ááá

Passo 4

Agora, vamos calcular a frequência da onda sonora. Sabemos que:
  • Velocidade do som ( ) =
  • Comprimento de onda do som ( ) =
Aplicando a mesma fórmula:

Passo 5

Comparando as frequências calculadas:
  • Frequência da rádio:
  • Frequência do som: aproximadamente
Claramente, é muito maior que .

Resposta

A onda de rádio tem a frequência mais elevada do que a onda sonora.

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Quais as principais diferenças entre a velocidade de propagação de uma onda e a velocidade das partículas?
Além da velocidade, existe outra grandeza importante para caracterizar o movimento de uma partícula denominada momento linear ou quantidade de movimento. Todos nós sabemos que é muito mais difícil parar um caminhão pesado do que um carro que esteja se movendo com a mesma rapidez. Enunciamos este fato dizendo que o caminhão tem mais momento linear do que o carro. E se os dois carros tiverem a mesma massa, o mais rápido deles será mais difícil de parar do que o mais lento. Logo concluímos também que o carro mais rápido possui mais momento do que o mais lento. Momento significa inércia em movimento. Mais precisamente, o momento é definido como o produto da massa de um objeto pela sua velocidade, isto é,
í
onde é a massa e v é o vetor velocidade da partícula. Sabe-se que Newton expressou sua segunda lei originalmente em termos do momento:
Em forma de equação isso significa o seguinte:
Utilize seus conhecimentos de Física e Cálculo Diferencial e Integral e prove que a Lei de Newton conforme aprendeu anteriormente
(segunda lei de Newton). é um caso particular da primeira equação, válido apenas para situações onde a massa da partícula é constante.
Suponha que você crie um pulso movendo uma vez com sua mão a extremidade livre de uma corda para cima e para baixo. A corda tem sua outra extremidade atada a uma parede distante. O pulso alcança a parede em um intervalo de tempo . Qual das seguintes ações, por si só, diminui o intervalo de tempo necessário para o pulso alcançar a parede? Mais de uma alternativa pode estar correta.
a) Mover sua mão mais rapidamente, mas ainda somente para cima e para baixo, uma vez pelo mesmo deslocamento.
b) Mover sua mão mais lentamente, mais ainda somente para cima e para baixo, uma vez pelo mesmo deslocamento.
c) Mover sua mão uma distância maior para cima e para baixo durante o mesmo tempo.
d) Mover sua mão uma distância menor para cima e para baixo durante o mesmo tempo.
e) Usar uma corda mais pesada, do mesmo comprimento e sob a mesma tensão.
f) Usar uma corda mais leve, do mesmo comprimento e sob a mesma tensão.
g) Usar uma corda de mesma densidade linear de massa, mas sob tensão diminuída.
h) Usar uma corda da mesma densidade linear de massa, mas sob tensão aumenta.
Em um pesadelo, João está correndo para salvar a própria pele. Um carro do gás persegue-o tocando a sua famosa musiquinha inquietante. O carro se move em direção a João com velocidade . Enquanto isso, João, pulsando adrenalina, corre com velocidade . João e o carro se movem em uma mesma reta. Assuma que a velocidade do som no ar é constante. Usando o efeito doppler para justificar sua resposta, qual a relação entre as velocidades, para que a musiquinha do gás seja percebida por ele de forma
a) mais aguda do que a tonalidade original tocada pelo carro do gás.
b) mais grave do que a tonalidade original tocada pelo carro do gás.
c) exatamente igual à tonalidade original tocada pelo carro do gás.
d) que não ouça nenhum som emitido pelo carro.