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: