Enunciado

Uma corda de 30,0 cm de comprimento e massa por unidade de comprimento de 9,00 × 10 - 3 k g / m é esticada a uma tensão de 20,0 N. Encontre (a) a frequência fundamental e (b) as três frequências seguintes que poderiam causar padrões de ondas estacionárias na corda.

Passo 1

Faaalaa galera, tudo bem??

Vamos resolver mais um exercício??

Só boraaa

Para solucionarmos o problema podemos utilizar a seguinte equação

f = v λ

Sabemos que o comprimento de onda em uma corda de comprimento L é dado por:

λ = 2 L n ,   n = 1 ,   2 ,   3 ,   …

Então

f = n v 2 L

Neste caso, precisamos tornar conhecido também o valor da velocidade v. Sabemos que para uma onda em uma corda a velocidade pode ser obtida partindo da seguinte expressão:

v = T μ

Partindo dos dados fornecidos pelo enunciado temos que μ = 9,00 × 10 - 3   k g / m e que T = 20   N , dessa maneira:

v = 20 9,00 × 10 - 3

v ≅ 46,29   m / s

Passo 2

  1. Agora que tornamos conhecida a frequência, vamos ter em mente que, neste caso, estamos calculando a frequência fundamental, ou seja, n = 1 , sendo assim, iremos obter:
  2. f = 46,29 2 ⋅ 0.30

    f = 77.15   H z

    Passo 3

  3. Neste caso, precisamos calcular as três frequências seguintes, logo f 2 ,   f 3 ,   f 4 . Podemos notar facilmente que f 2 = 2 f 1 , e então sucessivamente. Logo vamos ter:

f 2 = 2 × 77.15 = 154.3   H z

f 3 = 3 × 77.15 = 231,45   H z

f 4 = 4 × 77.15 = 347,18   H z

Resposta

  1. 77.15   H z
  2. f 2 = 2 × 77.15 = 154.3   H z

f 3 = 3 × 77.15 = 231,45   H z

f 4 = 4 × 77.15 = 347,18   H z

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