Ondas Física 3

IFSertãoPE Campus Serra Talhada Disciplina Física Geral III Data Estudante CPFMatrícula Curso Primeira prova de Física Geral III 20241 A prova possui apenas questões subjetivas cujas respostas só serão consideradas se estiverem acom panhadas dos cálculos ou justificativas que podem ser feitos a lápis mas a resposta final deve estar anotada de CANETA Leia a prova toda antes de começar Boa prova 1ª 10 pontos Em uma corda de 50 cm de comprimento e massa de 25 g é exercida uma tensão de 100 N A figura abaixo mostra dois instantâneos da corda tirados quando uma onda senoidal se propaga no sentido positivo do eixo x sob as condições citadas Os dois instantâneos foram realizados com intervalo ode 50 ms Encontre a 5 pontos a equação que descreve na forma yxt ymsenkx ωt ou seja determine ym k ω e o sinal que precede ω b 5 pontos a taxa média de transmissão de energia pela onda 2ª 20 pontos Um equipamento no laboratório de física consiste em um tubo vertical aberto nas duas extremidades e parcialmente submerso em água O objetivo desse equipamento é demonstrar experimentalmente a ressonância em uma coluna de ar A coluna de ar entre o topo do tubo a superfície da água tem comprimento L e esse comprimento pode ser ajustado movendo o tubo para cima ou para baixo Um autofalante emitindo uma frequência desconhecida é colocado perto do topo do tubo As ondas sonoras geradas pelo autofalante são reforçadas quando o comprimento da coluna de ar corresponde a uma das frequências de ressonância do tubo O menor valor de L para o qual um pico ocorre na intensidade do som é 50 cm Determine a 10 pontos a frequência do microfone b 10 pontos quais valores de L produzirão às próximas duas ressonâncias Victor Hugo de Holanda Cavalcanti 1 3ª 10 pontos Um experimento é realizado em uma telha de 50 cm de comprimento para identificar se a mesma possui algum defeito microscópico Para isso uma bola de ping pong é liberada do repouso a uma altura de 10 cm acima da telha e cai em queda livre Quando a esfera se choca com uma das bordas da telha uma onda se propaga por sua extensão sendo captada por um microfone na borda oposta A bola só atingiu a telha uma única vez e o microfone identificou muitos sinais sequenciais consecutivos Sabendo que o décimo sinal foi detectado 557 ms após a bola ser liberada determine a velocidade do som na telha Considere g 98 ms² 4ª 20 pontos No laboratório de física um instrumento musical é formado por um tubo de vidro com uma das extremidades abertas e a outra tampada por uma tampa plástica Erison coloca um rádio emitindo uma onda sonora com frequência de 680 Hz produzindo o quinto harmônico Ao aumentar a frequência para 756 Hz a tampa salta se soltando do tubo e batendo na cabeça de Amanda Nessa frequência é produzida uma nova ressonância Determine a 10 pontos o comprimento do tubo b 10 pontos o harmônico que foi produzido após a tampa saltar c 0 pontos se doeu 5ª 30 pontos Durante a segunda guerra mundial muitos barcos brasileiros naufragaram ao serem atingidos por submarinos nazistas Por isso os esforços da marinha brasileira foram concentrados principalmente em proteger navios mercantes brasileiros formando comboios tanto para o transporte de passageiros quanto de cargas Em 4 de julho de 1943 o navio brasileiro Bury se deslocava próximo ao Rio de Janeiro quando seu sonar que funciona a 350 kHz detecta um submarino O submarino alemão U199 se movia na mesma direção do navio brasileiro indo de encontro ao Bury Após alguns segundos o submarino é detectado ainda na mesma direção mas se afastando dele Na primeira detecção o navio recebe um sinal de 3551 kHz e no segundo 3450 kHz Determine as velocidades do navio e do submarino Complemento o submarino alemão lançou três torpedos acertando apenas um O navio chegou a responder com tiros de canhão e conseguiu chegar ao porto do Rio de Janeiro Em 31 de julho de 1943 o submarino nazista U199 foi afundado após ser atacado por um avião estadunidense e dois aviões brasileiros Informações úteis Velocidade do som no ar 340 ms Velocidade do som na água 1520 ms Pmed 12 μω²ym² Efeito Doppler f f vvD vvf