Energia no movimento ondulatório Determine as expressões para a potência (taxa de realização de trabalho), potência máxima e potência média para uma corda que sofre uma perturbação a partir de uma força transversal
com velocidade transversal
. (Valor: 2,0 )
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente encontrar as expressões para a potência, potência máxima e potência média numa corda que está vibrando. A gente vai trabalhar com o conteúdo de movimento ondulatório. Para resolver, vamos precisar entender como a força transversal
e a velocidade transversal
estão relacionadas com a potência na corda.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que potência é a taxa de realização de trabalho. No contexto de uma onda numa corda, a potência instantânea
pode ser calculada multiplicando a força transversal pela velocidade transversal nesse ponto e instante. A fórmula fica assim:
Passo 3
Agora, para achar a potência máxima, precisamos considerar os valores máximos da força e da velocidade. Se
é a força máxima e
é a velocidade máxima, então a potência máxima
será:
Passo 4
Por fim, para calcular a potência média, a gente vai fazer uma média da potência instantânea ao longo do tempo. Se considerarmos um período
, a potência média
é dada por:
Resposta
Então, resumindo:
- A potência é
. - A potência máxima é
.á á á - A potência média é
.