Enunciado

A corda mostrada na Figura P13.5 se propaga com uma frequência de 5,00 Hz. A amplitude

do movimento é de A=12,0 cm, e a velocidade da onda é v= 20,0 m/s. Além disso, a onda é tal que y=0 em x 0 e t=0. Determine; (a) a frequência angular e; (b) o número de onda para esta onda; (c) escreva uma expressão para a função de onda. Calcule: (d) a velocidade transversal máxima e; (e) a aceleração transversal máxima de um elemento da corda.

Passo 1

Faaala, cara!! Tranquileba?

Seguinte, cara... Lembremos da equação da frequência angular:

                                                                                                                                        ω = 2 π T               o u           ω = 2 π f                             ( 0.1 )

Passo 2

Logo, usando os dados enunciados no texto, temos:

ω = 2 π f = 2 π 5 = 10 π                   ( 0.2 )

O número de ondas:

k = 2 π λ                                     0.3

E:

v = λ f                           0.4

Logo:

k = 2 π f v = 2 π 5 20 = π 2                                       ( 0.5 )

Passo 3

Item c)

função

a função descrita como:

y x , t = A s e n k x - ω t                                   0.6

Tendo valores de k , ω   e   A , temos:

y x , t = 0,120   s e n π 2 x + 10 π t                                       ( 0.7 )

y x , t = 0,120 s e n ( 2 π 1 4 x + 5 t                                         ( 0.8 )

Item d)

Sabemos que a velocidade é a derivada da posição respeito ao tempo, logo:

v = ∂ y ∂ t = 0,120   10 π   c o s ⁡ ( 2 π 1 4 x + 5 t                         ( 0.9 )

E será máxima quando   c o s ⁡ ( 2 π 1 4 x + 5 t = 1 .

Assim V m á x .   = 1,2   π m s

Item e)

Sabemos que a aceleração é a segunda derivada da posição respeito ao tempo, logo:

a = ∂ 2 y ∂ t 2 = - 0,120   10 2 π 2   s e n ( 2 π 1 4 x + 5 t                                 ( 1.0 )

E será máxima quando s e n ( 2 π 1 4 x + 5 t = - 1

Assim: A m á x = 12 π 2

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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