Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 74
Uma corda cujas extremidades são fixas está vibrando no terceiro harmônico. As ondas possuem velocidade igual a e frequência igual a . A amplitude da onda estacionária em um ventre é igual a .
a) Calcule a amplitude nos pontos da corda cujas distâncias até a extremidade esquerda da corda são i) , ii) e iii) .
b) Para cada um dos pontos mencionados no item (a), calcule quanto tempo a corda leva para ir do seu deslocamento máximo para cima até seu deslocamento máximo para baixo.
c) Ache a velocidade transversal máxima e a aceleração transversal máxima em cada um dos pontos mencionados no item (a).
Passo 1
A equação da onda estacionária é dada por . Em um antinodo temos que a velocidade e aceleração em são máximas, logo temos que:
O comprimento de onda podemos calcular a partir da seguinte relação:
Passo 2
a) Temos que o comprimento de onda é:
Desta forma as amplitudes serão:
i) , temos aqui um nó.
ii) , temos aqui um antinodo.
iii) .
Passo 3
b) O tempo que a corda leva em cada item será o mesmo e esse tempo é metade do período, ou seja:
Passo 4
c) A velocidade máxima em cada caso será:
E a velocidade máxima será:
Então temos:
i) .
ii) .
iii) .
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)