Um fio de aço é esticado por uma força de 88 N . Calcular o valor da velocidade de propagação de uma onda transversal no fio, sabendo-se que o seu comprimento é de
e sua massa é
.
Passo 1
Então, vamos lá! Você tem um problema onde um fio de aço está sendo esticado com uma força de 88 N. O comprimento do fio é de 1,5 metros e sua massa é de 0,03 kg. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a velocidade com que uma onda transversal se propaga nesse fio. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre como as ondas se comportam em fios esticados, usando fórmulas de física básica.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a densidade linear de massa do fio, que é a massa por unidade de comprimento. Isso é importante porque a densidade linear afeta diretamente a velocidade da onda no fio.
A fórmula para a densidade linear (
) é:
Onde:
-
é a massa do fio (0,03 kg) -
é o comprimento do fio (1,5 m)
Passo 3
Vamos calcular agora:
Então, a densidade linear do fio é de 0,02 kg/m.
Passo 4
Agora, vamos usar a fórmula para a velocidade de propagação de uma onda transversal em um fio esticado:
Onde:
-
é a tensão no fio (88 N) -
é a densidade linear que calculamos (0,02 kg/m)
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Resposta
A velocidade de propagação da onda transversal no fio é aproximadamente 66,33 metros por segundo.