Avaliação 2 de Física II
Questão 01 - Como uma curva senoidal está relacionada com uma onda? (Valor: 1,0 ponto)
Questão 02 - Qual Faça distinção entre essas diferentes características de uma onda: período, amplitude, comprimento de onda e frequência. (Valor: 1,0 ponto)
Questão 03-O comprimento de onda de uma onda transversal é a distância entre duas cristas (ou dois ventres) sucessivas(os). Em que consiste o comprimento de onda de uma onda longitudinal? (Valor: 1,0 ponto)
Questão 04 - No efeito Doppler, a frequência se altera? E o comprimento de onda? E a rapidez da onda? Justifique sua resposta.
(Valor: 1,0 pontos)
Questão 05 - Em um teclado, você aperta a tecla C, correspondente a uma frequência de 256 Hz .
a. Qual é o período de uma vibração deste som?
b. Se o som sai do instrumento com uma rapidez de
, qual é o seu comprimento de onda no ar? (Valor: 1,0 ponto)
Questão 06 - Você deixa uma mala vazia balançar para lá e para cá com sua frequência natural. Se a mala estivesse cheia de livros, sua frequência natural seria menor, maior ou igual a de antes? Justifique sua resposta.
(Valor: 1,0 ponto)
Questão 07 - Qual é a frequência do ponteiro dos segundos de um relógio? E a do ponteiro dos minutos? E a do ponteiro das horas? (Valor: 1,0 ponto)
Questão 08 - Suponha que um sistema massa-mola tenha sido posto para oscilar em um recipiente contendo água de modo que o movimento oscilatório seja amortecido. Neste caso, utilizando a equação de movimento (
), construa a equação diferencial ordinária (EDO) que descreve esta situação, apresente sua solução e faça um esboço do gráfico da amplitude de oscilação em relação ao tempo. (Valor:
ponto)
Questão 09 - Explique porque as ondas sonoras são mais rápidas quando se propagam em meios sólidos do que no ar. Explique também, porque o som não se propaga no vácuo. Justifique sua resposta. (Valor: 1,0 ponto)
Questão 10 - Uma onda sonora consiste em uma sequência de regiões de compressão e rarefação. Explique o que são regiões de compressão e rarefação. Em seguida, faça um esboço de uma onda sonora se propagando em um tubo de extremidades abertas. (Valor:
ponto)
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Questão 02 - Qual Faça distinção entre essas diferentes características de uma onda: período, amplitude, comprimento de onda e frequência. (Valor: 1,0 ponto)
Questão 03-O comprimento de onda de uma onda transversal é a distância entre duas cristas (ou dois ventres) sucessivas(os). Em que consiste o comprimento de onda de uma onda longitudinal? (Valor: 1,0 ponto)
Questão 04 - No efeito Doppler, a frequência se altera? E o comprimento de onda? E a rapidez da onda? Justifique sua resposta.
(Valor: 1,0 pontos)
Questão 05 - Em um teclado, você aperta a tecla C, correspondente a uma frequência de 256 Hz .
a. Qual é o período de uma vibração deste som?
b. Se o som sai do instrumento com uma rapidez de
Questão 06 - Você deixa uma mala vazia balançar para lá e para cá com sua frequência natural. Se a mala estivesse cheia de livros, sua frequência natural seria menor, maior ou igual a de antes? Justifique sua resposta.
(Valor: 1,0 ponto)
Questão 07 - Qual é a frequência do ponteiro dos segundos de um relógio? E a do ponteiro dos minutos? E a do ponteiro das horas? (Valor: 1,0 ponto)
Questão 08 - Suponha que um sistema massa-mola tenha sido posto para oscilar em um recipiente contendo água de modo que o movimento oscilatório seja amortecido. Neste caso, utilizando a equação de movimento (
Questão 09 - Explique porque as ondas sonoras são mais rápidas quando se propagam em meios sólidos do que no ar. Explique também, porque o som não se propaga no vácuo. Justifique sua resposta. (Valor: 1,0 ponto)
Questão 10 - Uma onda sonora consiste em uma sequência de regiões de compressão e rarefação. Explique o que são regiões de compressão e rarefação. Em seguida, faça um esboço de uma onda sonora se propagando em um tubo de extremidades abertas. (Valor:
Passo 1
Então, a primeira questão está perguntando como uma curva senoidal está relacionada com uma onda. Vamos lembrar que estamos falando de ondas, um conteúdo da Física, e para resolver isso, vamos precisar entender o que é uma função senoidal e como ela descreve o movimento das ondas.
Passo 2
Primeiro, vamos definir o que é uma curva senoidal. Uma curva senoidal é uma representação matemática que descreve ondas periódicas suaves. Ela é dada pela função matemática:
onde:
-
é a amplitude, -
é o número de onda, -
é a frequência angular, -
é a fase inicial.
Passo 3
Agora, vamos conectar isso com a onda. Uma onda pode ser uma onda sonora, eletromagnética, ou qualquer tipo de onda que se propaga através de um meio. A forma como a onda varia no espaço e no tempo pode ser descrita por uma função senoidal.
Passo 4
Portanto, a curva senoidal representa a forma da onda em um dado momento ou posição. Por exemplo, em uma onda sonora, a variação da pressão do ar ao longo do tempo pode ser modelada por uma função senoidal.
Resposta
Uma curva senoidal descreve matematicamente a forma de uma onda, representando como a grandeza da onda varia de maneira periódica no espaço e no tempo.
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Uma onda sonora consiste em uma sequência de regiões de compressão e rarefação. Explique o que são regiões de compressão e rarefação. Em seguida, faça um esboço de uma onda sonora se propagando em um tubo de extremidades abertas. (Valor:
ponto)
Suponha que um sistema massa-mola tenha sido posto para oscilar em um recipiente contendo água de modo que o movimento oscilatório seja amortecido. Neste caso, utilizando a equação de movimento (
), construa a equação diferencial ordinária (EDO) que descreve esta situação, apresente sua solução e faça um esboço do gráfico da amplitude de oscilação em relação ao tempo. (Valor:
ponto)
Duas ondas senoidais que se combinam em um meio, são descritas pelas funções de onda:
e
, onde x está em centímetros e t em segundos.
Determine o deslocamento máximo do movimento em
Determine o deslocamento máximo do movimento em
Duas cordas muito longas estão emendadas no ponto
. Na região
a velocidade da onda é
, enquanto que na região
a velocidade da onda é
. Uma onda senoidal incide a esquerda
; parte da onda é transmitida e parte é refletida.
Para , o deslocamento da onda é descrido por :
Para
No entanto, para
, a função de onda é descrita por :
onde
e
.
Admitindo que a função de onda y e sua primeira derivada espacial precisam ser contínuas em , encontre quanto vale a razão
em função das variáveis disponíveis no problema.
Admitindo que a função de onda y e sua primeira derivada espacial precisam ser contínuas em