Lista de Exercícios sobre Ondas em Meios Elásticos

XII LISTA DE EXERCÍCIO ONDAS EM MEIOS ELÁSTICOS 1 O que é uma onda transversal E longitudinal Dê exemplos de ambos os tipos de ondas 2 O que é uma frente de onda 3 Qual é a equação de uma onda progressiva para a direita e para a esquerda 4 O que você entende por interferência de onda 5 O que é uma ressonância A ressonância tem alguma aplicação prática Caso a resposta seja sim dê exemplos Por que os engenheiros civis quando vão construir uma ponte deve levar em consideração o vento do lugar Explique 6 Como se pode provar experimentalmente que existe energia em uma onda 7 Quando duas ondas interferem uma altera a propagação da outra 8 Se duas ondas diferem apenas em amplitude e se propagam em sentidos opostos elas produzirão ondas estacionárias Há transmissão de energia Haverá nodos sugestão dar uma olhada no problema 25 do Ralliday 1a edição 9 Uma oscilação é uma onda Explique 10 Mostrar que Y Ymsen kx wt pode ser escrita sob as formas alternativas Y Ymsenkx vt Y Ymsen 2x ft Y Ymsen wxv t Y Ymsen 2x tT 11 Uma onda senoidal progressiva é descrita por Yxt 000327sen721X272t na qual as constantes numéricas estão no sistema SI a Qual é a amplitude desta onda b Quais são o comprimento de onda e o período desta onda c Quais são o número de onda numero de onda angular e a freqüência desta onda d Qual é a velocidade desta onda Resp a fica para vocês achar b λ 871cm T 231s c 115m1 721m1 f 0433Hz d v 377cms 12 13 Uma onda transversal senoidal é gerada em uma das extremidades de uma longa corda horizontal mediante uma barra que a desloca para cima e para baixo de 16cm O movimento é contínuo repetindose regularmente duas vezes cada segundo a Se a corda tem densidade linear de 023 kgm sendo mantida sob a tensão de 10N Determinar a velocidade a amplitude a freqüência e o comprimento de onda do movimento ondulatório b Escreva a equação da onda supondo que ela se mova da esquerda para a direita e que no instante t 0 a extremidade da corda cuja posição é X 0 não esteja na posição de equilíbrio Y 0 e sim a Y 4cm c Determinar a velocidade e a aceleração vertical de oscilação de uma partícula da corda localizada a 30 m da extremidade no instante t 0 d Qual é a velocidade e aceleração desta partícula na horizontal Explique a sua resposta Resp a v 659ms A 80cm f 2hz λ 33m b Yxt 8x102sen2π33X 4πtπ6 c v 10ms a 06ms d a velocidade e a aceleração de uma partícula da corda na horizontal é ambos zeros A justificativa é por conta de vocês 14 Uma fonte pontual emite ondas esféricas com potência P Determinar como a intensidade das ondas depende da distância à fonte Supõese que o meio seja isotrópico e que a fonte irradie uniformemente em todas as direções isto é que as emissões tenham simetria esférica Resp 1r2 15 Uma corda presa a um peso de massa M em uma de suas extremidade a na outra um vibrador que vibra com uma freqüência f 20Hz sendo que a densidade linear da corda é 0076gcm e de comprimento 60m Determinar a força F que a massa deve exercer na corda para ter ressonância sabendo que nessa freqüência não há nodo intermediário 16 A equação de uma onda transversal progressiva é Y 10sen001X 2t Sendo X e Y medidos em cm e t em segundos a determinar a amplitude a freqüência a velocidade e o comprimento da onda b determinar a velocidade transversal máxima de uma partícula da corda 17 Uma onda cuja freqüência é de 500Hz tem velocidade de fase de 350ms a Qual a distância entre dois pontos cuja diferença de fase seja 60o b Qual a diferença de fase entre dois deslocamento em determinado ponto se o intervalo entre eles é de 10 3 s Resp a X 011m b θ π rad 18 Um alpinista cuja massa é de 86kg desce por uma corda em um penhasco O guia que se encontra no topo do penhasco deseja mandar um sinal para o alpinista dando um brusco toque na corda Quanto tempo levará para o sinal chegar ao alpinista que se encontra a 32m abaixo se a densidade linear da corda é 74gm Resp t 300ms 19 Dois pulsos de mesma amplitude se propagam ao longo de uma corda em sentidos opostos e de modo inverso a se a velocidade de onda é de 20cms e os pulsos estão separados de 60 cm esboçar a forma de onda resultante após 05s10s 15 20s e 25s b que aconteceu à energia no instante t 15s 20 Uma corda tem densidade linear de 525gm e está sob uma tensão de 45N Uma onda de freqüência 120Hz e amplitude 85mm está se propagando através desta corda Qual a razão média que a onda transporta energia ao longo da corda 21 O que é que se propaga em uma onda do ponto de vista Geométrico e do ponto de vista da Física ONDAS SONORAS 22 Fale sobre ondas sonoras e dê exemplos e aplicações 23 O celebro para determinar a direção da fonte de um som usa o tempo de atraso t da frente de onda que atinge um ouvido em relação ao outro Supondo que à frente de onda ao atingir nossos ouvidos seja plana e que à distância que separa nossas orelhas seja D Determinar a expressão de t em função de D e do ângulo formado entre a frente de onda e a reta que liga as nossas orelhas 24 A variação máxima de pressão que nossos ouvidos podem tolerar é de 28 Pascal Qual a amplitude do deslocamento para tal som numa freqüência de 1000Hz se a densidade do ar é 121Kgm3 e a velocidade do som no ar é de 343ms 25 Qual o nível de intensidade do menor e do máximo som audível pelo ouvido humano se a intensidade de referencia Io 10 16 Wattcm2 e a intensidade máxima que é percebida pelo ouvido é Im 10 4 Wattcm2 26 O que é o efeito Doppler e dê pelo menos duas aplicações prática deste efeito 27 Seja f 1000cicloss a freqüência emitida por uma fonte e V 1000ms a velocidade de propagação da onda a qual é o comprimento de onda se a fonte estiver em repouso b Quais são os comprimentos de onda na frente e atrás da fonte se a fonte se move da esquerda para a direita com uma velocidade de V 100ms c Se o observador está em repouso atrás da fonte que se afasta dele com V 100ms Qual a freqüência ouvida por ele d Se a fonte está em repouso e o observador atrás da fonte se move para esquerda com V 100ms Qual a freqüência ouvida por ele