Um vaqueiro amarra no poste de uma cerca a extremidade de uma corda de
de comprimento, de modo que a corda fique esticada horizontalmente, submetida a uma tensão de 160 N. A massa da corda é igual a
. Ele faz a extremidade da corda oscilar para cima e para baixo com frequência de
, gerando onda harmônica de amplitude igual a
.
a) Qual é a velocidade de uma onda transversal na corda?
a) Qual é a velocidade de uma onda transversal na corda?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! Temos um vaqueiro que está fazendo uma onda na corda de uma cerca. O enunciado fala sobre uma corda de 12 metros, com uma tensão de 160 N e massa de 0,600 kg. Ele faz a corda oscilar com frequência de 12 Hz e amplitude de 18 cm. A matéria envolvida aqui é a cinemática das ondas transversais em cordas. Para encontrar a velocidade da onda na corda, vamos precisar usar a relação entre tensão, massa por unidade de comprimento e velocidade da onda.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a massa por unidade de comprimento da corda, que é representada por
. Isso é importante porque a velocidade da onda depende de quão pesada é a corda por metro.
A fórmula para
é:
onde:
-
é a massa da corda (0,600 kg) -
é o comprimento da corda (12,0 m)
Passo 3
Substituindo os valores na fórmula:
Agora que temos
, podemos usar a fórmula para a velocidade da onda em uma corda:
onde:
-
é a velocidade da onda -
�� a tensão na corda (160 N) -
é a massa por unidade de comprimento que acabamos de calcular (0,05 kg/m)
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula da velocidade:
Resposta
A velocidade da onda transversal na corda é de aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Um vaqueiro amarra no poste de uma cerca a extremidade de uma corda de
de comprimento, de modo que a corda fique esticada horizontalmente, submetida a uma tensão de 160 N. A massa da corda é igual a
. Ele faz a extremidade da corda oscilar para cima e para baixo com frequência de
, gerando onda harmônica de amplitude igual a
.
e) Ele estica mais a corda, de modo que a tensão dobra para 320 N . Com que frequência ele deve oscilar a extremidade da corda para produzir uma onda que propaga a mesma potência média?
e) Ele estica mais a corda, de modo que a tensão dobra para 320 N . Com que frequência ele deve oscilar a extremidade da corda para produzir uma onda que propaga a mesma potência média?
Um vaqueiro amarra no poste de uma cerca a extremidade de uma corda de
de comprimento, de modo que a corda fique esticada horizontalmente, submetida a uma tensão de 160 N. A massa da corda é igual a
. Ele faz a extremidade da corda oscilar para cima e para baixo com frequência de
, gerando onda harmônica de amplitude igual a
.
c) Escreva a expressão da função de onda.
c) Escreva a expressão da função de onda.
Um vaqueiro amarra no poste de uma cerca a extremidade de uma corda de
de comprimento, de modo que a corda fique esticada horizontalmente, submetida a uma tensão de 160 N. A massa da corda é igual a
. Ele faz a extremidade da corda oscilar para cima e para baixo com frequência de
, gerando onda harmônica de amplitude igual a
.
d) Calcule a potência média transmitida através da corda.
d) Calcule a potência média transmitida através da corda.
Uma carga puntiforme
está no interior de uma superfície gaussiana esférica. Se a carga for removida para um ponto afastado do centro dessa superfície esférica, (a) o campo elétrico em um ponto sobre essa superfície se modifica? (b) O fluxo total através da superfície sofie alteração? Explique.