Encontre a velocidade de propagação de uma onda sonora em um tubo aberto dos dois lados, com 20 cm de comprimento e frequência fundamental de 920 Hz .
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar a velocidade de propagação de uma onda sonora num tubo aberto dos dois lados. O tubo tem 20 cm de comprimento e a frequência fundamental é 920 Hz. Para isso, vamos usar conceitos de ondas estacionárias e frequências em tubos abertos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é frequência fundamental. É a menor frequência que pode vibrar nesse tubo, formando um padrão básico de onda estacionária. Para tubos abertos dos dois lados, a frequência fundamental (
) é dada pela fórmula:
onde:
-
é a frequência fundamental, -
é a velocidade da onda sonora, -
é o comprimento do tubo.
Passo 3
Nosso objetivo é encontrar a velocidade
. Vamos rearranjar a fórmula para isolar
:
Agora, precisamos ter certeza de que todas as unidades estão corretas. O comprimento do tubo
está em centímetros, então vamos converter para metros para manter as unidades consistentes no SI.
Passo 4
Convertendo 20 cm para metros:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula:
Passo 6
Fazendo a multiplicação:
Resposta
A velocidade de propagação da onda sonora no tubo é de 368 metros por segundo.