Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 15.1 - Ex. 44
Em uma corda real, parte da energia de uma onda se dissipa enquanto a onda percorre a corda. Esta situação pode ser descrita por uma função de onda cuja amplitude depende de , onde . Qual é a potência transportada pela onda, como funação de , para ?
Passo 1
Olá! Então, ele dá a equação de uma onda
Sendo que
Aí ele pede a potência transportada pela onda em função de . Então o que a gente quer uma função só de que represente a potência transportada ao longo da corda.
Para fazer isso, podemos lembrar da potência média para cordas que tem a equação de onda igual a nossa , mas com amplitude constante :
Onde é a densidade linear da corda, é a velocidade da onda e é a frequência angular. E mais importante, é a amplitude.
Como essa é a potência média e depende da amplitude, e nós temos a amplitude em função de , conseguimos usar essa expressão para chegar na potência que a gente quer.
Vamos!
Passo 2
Do enunciado, sabemos que . Vamos substituir isso na expressão da potência média
Repara que a gente não diz que essa é a potência média mais. Por que? Quando a amplitude é constante, a potência média representa um valor de potência constante.
Mas agora, para cada valor de , temos um valor diferente de potência. Então essa deixou de ser a potência média e agora é uma potência que varia ao longo da corda (em função de )
Rearrumando nossa expressão:
Prontinho!