Qual é a diferença entre a velocidade
de uma onda que se propaga ao longo de uma corda e a velocidade
de um pequeno segmento dessa corda?
Passo 1
Beleza, vamos entender essa questão juntos! O enunciado está perguntando qual é a diferença entre a velocidade
de uma onda que se propaga ao longo de uma corda e a velocidade
de um pequeno segmento dessa corda. Isso está relacionado ao conteúdo de Ondulatória, que estuda o comportamento das ondas. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é a velocidade de propagação da onda e a velocidade de uma partícula na corda.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a velocidade da onda, que é representada por
. Essa velocidade indica quão rápido a forma da onda (como um pico ou vale) se move ao longo da corda. Ela depende das propriedades da corda, como a tensão
e a densidade linear de massa
. A fórmula para calcular a velocidade da onda é:
Isso significa que, quanto maior a tensão ou menor a densidade da corda, mais rápido a onda se propaga.
Passo 3
Agora, vamos entender a velocidade de um pequeno segmento da corda, chamada de
. Essa velocidade refere-se ao movimento vertical ou para cima e para baixo que cada partícula da corda faz enquanto a onda passa. Mesmo que a onda esteja se movendo para frente com velocidade
, cada partícula da corda oscila em torno de sua posição de equilíbrio com uma velocidade
.
Passo 4
A diferença essencial aqui é que
é a velocidade com que a informação da onda se propaga através da corda, enquanto
é a velocidade real das partículas da corda que estão vibrando. Por exemplo, em uma onda estacionária,
pode ser constante, mas
pode variar dependendo da amplitude da oscilação.
Passo 5
Para ilustrar, imagine que você arrasta uma corda para criar uma onda. A onda (com velocidade
) viaja do seu movimento para longe, enquanto cada ponto da corda se move para cima e para baixo (com velocidade
). Eles são movimentos diferentes: um é a propagação da onda e o outro é o movimento das partículas individuais.
Resposta
A velocidade
é a rapidez com que a forma da onda se propaga ao longo da corda, enquanto
é a velocidade de oscilação de um pequeno segmento da corda. Ou seja,
refere-se à propagação da onda e
ao movimento individual das partículas da corda.
Exercícios relacionados
Explique sobre o significado da corrente de deslocamento proposto por Maxwell.
Desenvolva o processo de transformação das equações de Maxwell na forma de integrais para o formato de equações diferenciais.
Liste todas as variáveis necessárias para descrever um harmônico móvel aceno.
Desenvolva os cálculos do processo da lei de Ampére para o formato corrigido desta lei, a qual ficou conhecida como lei de Ampére-Maxwell.