Lista 4 - Física 2 2021-2

1) (Exercicio 1-Capitulo 19)-Uma onda senoidal continua é enviada através de uma mola helicoidal por uma fonte vibrante atrelada a ela. A freqiiéncia da fonte é de 25Hz, e a distancia entre as rarefagdes sucessivas na mola é de 24cm. (a) Determine a velocidade da onda. (b) Se o deslocamento longitudinal maximo de uma particula na mola é de 0,30cm e a onda se move no sentido negativo do eixo xX, escreva a equacao da onda. Admita que a fonte esta em x=0 e o deslocamento s=0 na fonte quando t=0. 2) (Exercicio 2-Capitulo 19)-A figura 19-19 mostra uma imagem notavelmente detalhada de um transistor em um circuito microeletr6énico, formada por um microscopio acustico. As ondas sonoras tém freqiiéncia de 4,2GHz. A velocidade dessas ondas no hélio liquido em que esta imerso o dispositivo, ¢ de 240m/s. (a) Qual é o comprimento de onda dessas ondas acusticas de freqiiéncia ultra-elevadas? (b) Os condutores em forma de tira da figura tém largura de 2pm. A quantos comprimento de ondas corresponde essa dimensao? i ~ — . ; . in _. * . “= PI =e es 5 = ) ed : a | oe _ =~ ea 4 . i. az, Fig. 19-19. Exercicio 5. 3) (Exercicio 10-Capitulo 19)-Mostre que a intensidade de onda sonora I pode ser escrita em termos da freqtiéncia f e da amplitude de deslocamento s,, na forma I = 2m’ pvf’s.. 4) (Exercicio 13-Capitulo 19)- Uma onda sonora de intensidade 1,60 UW / m7’ passa através de uma superficie com area 4,7cm*. Quanta energia passa através de uma hora? 5) (Exercicio 17-Capitulo 19)-Determine a densidade de energia de uma onda sonora a 4,82 km de distancia de uma sirene de emergéncia de 5,2kW, admitindo que as ondas sao esféricas e que a propagacao é isotrdépica, sem absorcao pela atmosfera. Considere a velocidade do som igual a 343m/s. 6) (Exercicio 25-Capitulo 19)-Uma fonte sonora esférica esta localizada em P; proxima a uma parede refletora AB e um microfone esta localizado no ponto P2, como mostrado na Fig.19-23. A freqiiéncia da fonte sonora é variavel. Determine as duas menores freqtiéncias para as quais a intensidade sonora , como observado no ponto 2, sera um maximo. Nao ha mudanga de fase na reflex4o; o angulo de incidéncia ¢ igual ao Angulo de reflexao. Dica: A onda sonora refletida é igual aquela emitida pela sua imagem formada pela parede que funciona como um “espelho”. 7) (Exercício 33-Capítulo 19)- determine a velocidade das ondas em uma corda de violino com 22,0cm , 820mg e a freqüência fundamental de 920Hz. (b) Calcule a tração na corda. 8) (Problema 4-Capítulo 19)-(a) Se duas ondas sonoras, uma no ar e outra na água, são iguais em intensidade, qual a razão entre a amplitude de pressão da segunda em relação à primeira? (b) Se em vez disso, as amplitudes de pressão forem iguais, qual será a razão entre as intensidades das ondas? Admita que a temperatura da água é de 20o C . 9) (Problema 11-Capítulo 19)-Na Fig 19-28, uma vara R é presa por seu centro; um disco D em sua extremidade projeta-se para dentro de um tubo de vidro, com o interior preenchido com raspas e cortiça. Um êmbolo P é colocado na outra extremidade do tubo. Faz-se a vara vibrar longitudinalmente e o êmbolo é deslocado até que sejam formados nós e antinós na cortiça (as raspas ficam nitidamente enrugadas nos anitnós de pressão). Se a freqüência de vibração longitudinal da var é conhecida, uma medição da distância média de entre dois antinós sucessivos determinará a velocidade do som v no gás no interior do tubo. Mostre que v = 2fd. Esse é o método de Kundt para a determinação da velocidade do som em vários gases. 10) (Problema 16-Capítulo 19)- Dois diapasões idênticos oscilam a 442Hz. Uma pessoa é colocada em algum lugar no caminho entre os dois. Calcule a freqüência de batimento percebida por esse indivíduo se (a) a pessoa permanece imóvel e os diapasões são deslocados para a direita a 31,3m/s, e (b) os diapasões permanecem estacionários e o ouvinte move-se para a direita a 31,3 m/s. 11) (Problema 17-Capítulo 19)- Um avião desloca-se a 396m/s em uma latitude constante. O choque sonoro alcança um observador no solo 12,0s após o sobrevôo. Determine a altitude do avião. Admitia que a velocidade do som é de 330m/s. Resposta correta: 7164m/s. 12) (Problema 19-Capítulo 19)-Dois submarinos estão em curso de colisão proa- proa durante uma manobra no Atlântico Norte. O primeiro submarino move-se a 20,2km/h e o segundo , a 94,6 km/h. O primeiro envia um sinal de sonar (ondas sonoras na água) a 1030Hz. As ondas do sonar propagam-se a 5470km/h. (a) O segundo submarino capta o sinal. Qual a freqüência captada pelo segundo sonar?. (b) O primeiro submarino capta o sinal refletido. Qual freqüência será detectada por ele? Veja a Fig. 19-30. O oceano está calmo. Admita que não existem correntes.