Prova Fisica Ondas e Fluidos UFBA - FISD34 Resolucao Detalhada

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE FÍSICA DEPARTAMENTO DE FÍSICA GERAL FISD34 FÍSICA GERAL TEÓRICA II Professor Fernando de Brito Mota Alunoa Victor Botello Sodré Turma T04 Data 29072024 SEGUNDA PROVA DE TEORIA ONDAS E FLUIDOS 1 25 Uma onda harmônica em uma corda se propaga para a direita O desenho ao lado mostra o perfil da corda no tempo t 0 O tamanho da corda é de 10 m e sua massa igual a 002 kg A tensão na corda é de 20 N a 10 Calcule a amplitude e o comprimento de onda b 05 A velocidade de propagação c 10 Escreva a função de onda para esta onda 2 25 Uma corda esticada tem tamanho de 05 m e massa de 50 g A corda está sob uma tensão de 20 N a 05 Encontre a velocidade de propagação da onda nesta corda b 10 Para as duas extremidades fixas calcule as frequências e faça um desenho dos dois primeiros modos normais da corda vibrando c 10 Para uma extremidade fixa e a outra livre calcule as frequências e faça um desenho dos dois primeiros modos normais da corda vibrando 3 25 Um bloco sólido de madeira é mantido submerso na água por um fio conforme a figura ao lado As dimensões do bloco são largura 10 m altura 20 m e profundidade 10 m A tração no fio é igual a 7000 N a 10 Calcule a densidade da madeira b 15 Qual a massa de granito deve ser acrescentada sobre o bloco de madeira para que a tração no fio seja zero ρgranito 40 x 10³ kgm³ 4 25 A água flui continuamente de um tanque aberto A altura do ponto 1 é de 120 m a altura do ponto 2 é de 30 m e a altura do ponto 3 é de 10 m O raio do tubo no ponto 2 é igual a 010 m no ponto 3 o raio é igual a 005 m Supondo que a equação de Bernoulli seja válida a 125 Calcule a vazão volumétrica inicial em litros por segundo b 125 Calcule a altura da coluna de água no ponto 2 calcule h 1º a Pelo gráfico de amplitude é A 1mm e o comprimento de onda é λ 1cm 2º temos V Tμ TLm logo V 21002 V 10 ms c yxt A cos kx wt φ com K 2πλ 2π10² 5236 radm ω 2πf 2πVλ 2π1010x10² 52359 rads Além disso y00 02 mm logo cos φ 02 φ 101 ⁰ Por fim yxt 1 mm cos 5236x 52359t 015 ⁰ Escolhe a representação com o função cosseno mas poderemos usar a função seno trocando o fase φ 2º a V Tμ TLm 205510³ V 10005 200 6414 ms b f m mV2L logo f1 V2L logo f1 V2L 414 4414 Hz c Agora f m 2m 1 V4L Logo f1 32 1414 2121 Hz f2 52 1114 35 Hz m1 32 35 Hz m7 15 3º a Temos no equilibrio T mg ρgV Aqui P 1000 kgm³ é a densidade da agua Mas m ρm V1 de modo que T ρm g ρ g V En P T g V 1000 7000 98 2 11 Em 64286 kgm³ b