Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 1 - 8ª Edição - James Stewart- Ed: 8º - Capítulo 3.7 - Ex. 28
A frequência da vibração de uma corda de violino é dada por
Onde é o comprimento da corda; , sua tensão; , sua densidade linear.
- Encontre a taxa de variação da frequência em relação:
- Ao comprimento (quando são constantes)
- À tensão (quando são constantes)
- À densidade linear (quando são constantes)
- A intensidade de uma nota (quão alta ou baixa soa a nota) é determinada pela frequência . Quanto maior a frequência, maior a intensidade. Use os sinais das derivadas da parte (a) para determinar o que acontece com a intensidade de uma nota
- Quando o comprimento de corda é decrescido colocando-se o dedo sobre ela, de forma que uma porção menor da corda vibre.
- Quando a tensão é aumentada girando-se a cravelha (pino de afinação)
- Quando a densidade linear é aumentada, mudando-se a corda.
Passo 1
Opa, bora resolver esse problema! O enunciado nos dá a fórmula pra calcular a frequência da vibração de uma corda de violino:
Aqui é o comprimento da corda, , sua tensão; , sua densidade linear. Sabendo disso precisamos calcular, na letra (a) a taxa de variação da frequência em relação a e .
Pra facilitar o cálculo dessas derivadas, vamos reescrever :
Passo 2
Sabendo que a intensidade de uma nota é proporcional a frequência devemos prever o que acontece quando:
- O comprimento de corda diminui colocando-se o dedo sobre ela, de forma que uma porção menor da corda vibre.
- Quando a tensão é aumentada girando-se a cravelha, ou seja, aumentando a tensão :
- Quando a densidade linear é aumentada, mudando-se a corda:
Temos:
Então ao diminuir teremos que irá diminuir (por conta do sinal negativo), logo a frequência irá diminuir então, a intensidade da nota será menor.
Ao aumentarmos a tensão diminui, porém, possui um sinal positivo, então um aumento na tensão irá provocar uma variação positiva na frequência da nota, ou seja, a frequência aumentará e por conseguinte, a intensidade da nota será maior.
Ao aumentar, teremos que irá diminuir (por conta do sinal negativo), então a frequência irá diminuir, por conseguinte, a intensidade da nota será menor.
Prontinhoo!
Resposta
-
- Desenvolvimento acima.