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 á é a força máxima e á é a velocidade máxima, então a potência máxima á será:
ááá

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 ááá.
  • A potência média é .

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(Seletor de velocidades - Espectrômetro de massa): Uma amostra de magnésio é obtida de um meteorito e deseja-se avaliar as abundâncias dos isótopos presentes na amostra através de um espectrômetro de massa, como aquele explicado em aula. Primeiro, os átomos são ionizados de forma monovalente. Mas depois, devido a um defeito na parte aceleradora, os íons chegam à parte defletora com uma distribuição larga de velocidades, o que leva a uma medida muito ruidosa. Para contornar este problema, ou seja, estreitar a distribuição de velocidades, você resolve adicionar um estágio de seleção de velocidades (como o seletor visto em aula) bem no início da parte defletora se aproveitando do campo magnético ali, o qual vale 1000 G .
(a) Em qual direção você deve aplicar um campo elétrico para gerar este estágio de seleção? (Faça um desenho.)
(b) Se a parte aceleradora, embora defeituosa, fornece uma tensão quadrática média (rms) de 5 kV , qual deve ser a intensidade do campo elétrico no estágio seletor para © O magnésio tem três isótopos estáveis: e . Nestas condições do item anterior, se a resolução espacial dos detetores internos permite distinguir partículas separadas por no mínimo 3 cm (depois de completada a semivolta), você será capaz de fazer a avaliação desejada? (Considere )
19 - A parede externa, do exercício 18, foi pintada com tinta a base de água (50%). Determine o tempo que a mesma irá demorar para secar.
Dados: , Pressão de vapor Pa m³ .
10 - Uma placa, com de comprimento e 3 de largura, com propil benzeno na superfície foi inseria em um túnel de vento. ar, a temperatura de e pressão de vapor de , escoa a velocidade . Determine o fluxo de massa de propil benzeno e a espessura da camada limite de concentração no final da placa.
Dados: ; .

Resposta: 6,51gr/s, 1,5cm

A partir da função de onda:
em que é o deslocamento incidente do pulso de onda e é o número de onda, deduza uma expressão do deslocamento escrita em termos de e (frequência angular). Esta nova função de onda encontrada é solução para a equação de onda? (Valor: 2,0)