2. Questões de Concurso

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O fato de que corpos em vibração produzem sons é familiar na experiência quotidiana. Para que o efeito atinja nossos ouvidos, ele precisa ser transmitido através de um meio material. O som de uma campainha tocando dentro de um recipiente no qual se produz o vácuo deixa de ser ouvido, conforme observado por Robert Boyle em 1660.
H. Moysés Nussenzveig. Curso de física básica, vol. 2, 4.ª ed. Rev., São Paulo: Blucher 2002. p. 122 (com adaptações).


A velocidade de propagação de uma onda sonora é determinada em função
Qual das alternativas a seguir melhor descreve o fenômeno da refração do som?
Em uma aula de física para estudantes de graduação, o professor aborda o fenômeno do efeito Doppler, que descreve as variações de frequência percebidas devido ao movimento relativo entre a fonte sonora e o observador. Um trem se move em linha reta a uma velocidade constante em direção a um ponto onde um observador está parado. O trem emite um sinal sonoro de frequência ƒ0. A partir dessa situação hipotética, assinale a frequência percebida pelo observador, considerando que a velocidade do som no ar é vs e a velocidade do trem é vt.
Em uma pesquisa de campo, cientistas observam o comportamento das ondas em um tanque de água. Eles notam que, ao introduzir dois obstáculos próximos à superfície, ocorre o fenômeno de difração, fazendo com que as ondas passem pelos obstáculos e se espalhem em direções diferentes. Esse fenômeno é comparado a outros comportamentos de ondas, como a interferência, a reflexão e a refração, todos presentes em fenômenos acústicos, ópticos e mecânicos. Com base nesse contexto, trata-se de um fenômeno ondulatório e sua aplicação prática:
Durante um experimento de difração em fenda única, conduzido em um laboratório de práticas avançadas de Óptica, um grupo de estudantes monta um sistema com fonte laser amarela (? ? 590 nm), uma fenda micrométrica e um anteparo posicionado a cerca de 2 metros. Eles observam nitidamente o padrão de difração, com franjas centrais bem definidas e simétricas. Na etapa seguinte, o grupo decide investigar o efeito da geometria do feixe incidente inserindo uma lente divergente entre a fonte e a fenda. Após ajustar o foco, percebem que o padrão de difração se torna menos nítido e com franjas menos contrastadas. Com base nas observações e nos princípios ópticos envolvidos, assinala a alternativa correta.
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