Termologia, Óptica e Ondas - Aula 36 (continuação)

Exercícios de Revisão

 
Revisão/Ex 1:
(FEI-SP)
As figuras representam dois pulsos que se propagam em duas cordas (I) e (II). Uma das extremidades da corda (I) é fixa e uma das extremidades da corda (II) é livre.

As formas dos pulsos reletidos em ambas as cordas, são respectivamente:

                            (e) Não há reflexão na corda (II)

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Revisão/Ex 2:
(UCBA)
O esquema representa um pulso que se propaga numa mola de extremidades fixas. A seta indica o sentido de propagação.

Dentre os esquemas a seguir o que representa o pulso refletido é:

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Revisão/Ex 3:
(UNB-DF)
O pulso assimétrico incidente de B para A (figura abaixo) deverá sofrer reflexão em A.

A configuração da corda após a reflexão será a figura:

a) I se a extremidade A for livre.
b) II se a extremidade A for livre.
c) III se a extremidade A for fixa.
d) IV se a extremidade A for fixa.

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Revisão/Ex 4:
(UC-GO)
A figura mostra o esquema composto por uma fonte de vibração ligada a duas cordas conectadas e tracionadas, uma corda PQ com densidade linear μ₁ e a uma corda QR com densidade linear μ₂ > μ₁. Uma onda senoidal se propaga a partir da fonte com velocidade v₁ = 15 m/s e comprimento de onda λ₁ = 1,5 m na corda PQ. A onda continua a se propagar com uma velocidade v₂ = 6 m/s na corda QR. Determine a frequência de vibração da fonte e o comprimento de onda na corda QR.

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Revisão/Ex 5:
(Mackenzie-SP)
A figura mostra uma onda transversal periódica, que se propaga com velocidade v₁ = 8 m/s em uma corda AB, cuja densidade linear é μ₁. Esta corda está ligada a uma outra BC, cuja densidade é μ₂, sendo que a velocidade de propagação da onda nesta segunda corda é v₂ = 10 m/s.

O comprimento de onda quando a onda se propaga na corda BC é igual a:

a) 7 m.
b) 6 m.
c) 5 m. 
d) 4 m.
e) 3 m. 

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n
Desafio:

Uma corda é feita de um material de densidade d = 5,0 kg/m³ e tem seção transversal de área A = 1,0.10² cm². A corda está sendo tracionada, numa extremidade, por uma força de intensidade F = 2,0.10^-3 N. A outra extremidade da corda efetua um MHS de frequência f = 4,0 Hz. Determine:

a) a densidade linear μ da corda;
b) a velocidade v de propagação das ondas na corda;
c) o comprimento de onda λ.

A resolução será publicada na próxima sexta-feira

Resolução do desafio anterior:

Um bloco preso à extremidade de uma mola vertical, oscila realizando um movimento harmônico simples (MHS). O bloco é ligado a uma corda horizontal, homogênea e tensa, produzindo em 10 s o aspecto indicado abaixo. No instante representado, considere os pontos da corda indicados: 1, 2, 3 e 4. A distância entre os pontos 1 e 2 é de 8,0 cm.

a) Determine a frequência e a velocidade de propagação da onda na corda;
b) Dos pontos 1, 2, 3 e 4, quais têm módulo da velocidade máximo e quais têm módulo da velocidade nulo?

Resolução:

a) Da figura dada, concluímos que em 10 s, formam-se 2,5 ondas, isto é, são decorridos 2,5 T, onde T é o período:

2,5.T = 10 s => 2,5/f = 10 s => f = 0,25 s^-1 => f = 0,25 Hz

A distância entre os pontos 1 e 2 corresponde a meio comprimento de onda: λ/2 = 8,0 cm => λ = 16 cm.

Velocidade da propagação da onda na corda

v = λ.f => v = 16cm.0,25s^-1 => v = 4,0 cm/s
 
b) Os pontos da corda repetem o movimento da fonte, isto é realizam MHS vertical: ao passar pela posição de equilíbrio a velocidade tem módulo máximo e nos extremos de oscilação, o módulo da velocidade é nulo. 

Assim:
 
pontos 1 e 2 => módulo da velocidade máximo,
pontos 3 e 4 => módulo da velocidade nulo.