Prova de Física 4 - Ondas e Eletromagnetismo

Prova 1 Física 4 1 No regime linear uma força aplicada em um fio aumenta ou diminui seu tamanho segundo a relação F ηv onde η é uma constante e v o tamanho de aumento do fio e F é a força aplicada Suponha que temos um fio fixado em uma parede Esse fio é então esticado por uma força de módulo F fazendo com que o fio aumente em um tamanho x O fio tinha inicialmente antes de ser esticado um tamanho l e uma massa m a Supondo que a tensão no fio é F por toda a sua extensão determine i A velocidade de uma onda que se propaga no fio em função da massa m do comprimento inicial l do fio da constante η e do deslocamento x ii A frequência angular ω de uma onda senoidal cujo comprimento de onda é λ em função de λ m l η e x iii A frequência angular ω para quando l é muito maior do que x utilize que 1ζ 1 ζ quando ζ 1 b Supondo que o fio é comprimido sem que o fio dobre pela mesma força então determine i A velocidade de uma onda que se propaga no fio em função de m l η e x ii O deslocamento x para o qual temos velocidade máxima de propagação da onda iii A frequência angular ω de uma onda senoidal cujo comprimento de onda é λ em função de λ m l η e x iv A frequência angular ω para quando l é muito maior do que x utilize que 1ζ 1 12 ζ quando ζ 1 c Suponha que tenhamos duas ondas harmônicas y e y de mesmo comprimento de onda e amplitude que se propagam na mesma direção e cujas frequências são equivalentes às dos itens aiii e biv respectivamente Ou seja temos duas ondas harmônicas da forma y A cos kz ωt e y A cos kz ωt Determine i A onda resultante y y y Dica utilize que cos a cosb 2 cosab2 cosab2 ii A frequência angular da amplitude da onda iii A velocidade de fase da onda resultante 2 O campo elétrico de uma onda eletromagnética linearmente polarizada pode ser representado por E₁ a cos kz ωt x b cos kz ωt nπ ŷ onde n é um número inteiro a e b são constantes a Qual a componente magnética desta onda eletromagnética Qual a sua polarização e direção b Considere uma segunda onda eletromagnética de polarização linear E₂ a cos kz ωt δ x b cos kz ωt lπ δ ŷ onde l é um número inteiro e δ é a fase entre os campos E₁ e E₂ i Determine o campo elétrico da onda resultante Ē Ē₁ Ē₂ ii Determine a componente magnética da onda resultante iii Qual relação devemos ter entre l n e δ para que a onda resultante tenha polarização linear na direção paralela ao eixo x c Para quais valores de l n e δ a resultante tem polarização circular Como a orientação dessa polarização está associada aos valores de l e n