Exercícios Resolvidos de Física Ondulatória: Intensidade Sonora, Ondas Transversais e Harmônicos

Uma fonte de som tem uma potência de 50 W a Se esta potência for distribuída uniformemente em todas as direções qual é a intensidade do som a uma distância de 30 m b Nos mesmos 30 m qual seria o nível de intensidade NIS de duas fontes emitindo ao mesmo tempo se cada um deles desenvolver uma potência de 50 W Assinale o item que apresenta as respectivas respostas a 00044 wm² 995 dB b 44 wm² 456 dB c Nenhum dos itens apresenta a resposta da questão d 044 wm² 18 dB e 0032 wm² 685 dB Uma onda transversal harmônica simples está se propagando ao longo uma corda A Figura mostra um traço do deslocamento em função da posição no tempo t 0 A tensão da corda é 36 N e sua densidade linear é 25 gm Escreva uma equação que descreve a onda viajante no SI a Yxt 5 sen 157 x 2t π2 SI b Yxt 005 sen 157 x 1885t π2 SI c Yxt 5 sen 157 x 1885t π SI d Yxt 5 sen 157 x 1885t SI e Yxt 20 sen 157 x 1885t π SI A equação de uma onda transversal de uma corda é yxt 3 sen 15 x 274 t SI A corda é submetida a uma tensão de 2000 N Encontre a densidade de massa linear μ do fragmento a Nenhum dos itens apresentados responde a questão b 0006 Kgm c 34 Kgm d 231 Kgm e 033 Kgm Diagrama de corpo livre na esfera E empuxo T tensão na corda P peso Fy0 T E P 0 Em módulo T E P 0 Como a esfera está completamente submersa o empuxo é calculado usando todo o seu volume E ρH2O g Vesp E 1000 g 254 x 10⁴ E 0254 g P mg 2 g T P E T 2 g 0254 g 1746 g A frequência na corda é calculada como f N v 2 L N 1 2 3 harmônicos v velocidade da onda L comprimento do corda v Fμ PRIMEIRA SITUAÇÃO 100 100μ 100² μ 100 μ 100100² 1100 μ 001 kgm Na primeira situação devemos achar μ pois como a corda é a mesma a densidade linear é constante SEGUNDA SITUAÇÃO 200 F001 200² x 001 F F 400 N Conservando a densidade linear da corda para a velocidade ser 200 ms a tensão na corda deve ser 400 N LETRA A Como a corda vibra no segundo harmônico então N2 μ 005 kgm f 2v 2 2 f v 2 F T 1746 g v Fμ v 1746 g 005 v 3492 g g 981 m s² f 3492 x 981 2 f 92 Hz LETRA D 4 Analisando o gráfico temos que se amplitude de onda é 5cm ou 005 m SI Comprimento de onda distância entre duas cristas é 04 m Então o número de onda é k 2πλ k 2π04 k 157 radm A tensão de 36N e a densidade linear de 25gm μ 0025 kgm determinam a velocidade da onda v 360025 v 12 ms v ωk ω vk 12157 1885 rads Como as opções estão como função seno a constante de fase é π2 se fosse função cosseno seria 0 Então a equação de onda fica yxt 005sen157x 1885t π2 LETRA B 5 I POT 4πx² I intensidade sonora POT potência x distância da fonte até onde se pede a I 504π30² I 00044 Wm² b Duas fontes emitindo a mesma intensidade pois desenvolvem a mesma potência à mesma distância IR I I IR 00044 00044 IR 00088 Wm² N is 10logIRIref Iref 1012 Wm² N is 10log000881012 N is 10log00088 x 1012 N is 995 dB LETRA A