Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 16.1 - Ex. 15
- Quando a corda de um violão está vibrando em seu modo fundamental, o comprimento de onda do som produzido no ar é tipicamente o mesmo comprimento de onda da onda estacionária na corda? Explique.
- Quando um tubo de órgão está em um de seus modos de onda estacionária, o comprimento de onda da onda sonora progressiva produzida no ar é tipicamente o mesmo comprimento de onda da onda sonora estacionária no tubo? Explique.
Passo 1
a) Ele quer saber se o comprimento da onda na corda do violão é o mesmo comprimento da onda do som produzido no ar.
Para responder essa vamos lembrar de uma expressão mais geral que contém o comprimento de onda. Vamos pensar nessa aqui
Isolando o comprimento de onda:
Percebe que ele depende da velocidade da onda e da frequência da onda .
Então para o comprimento de onda ser o mesmo para os dois casos precisamos que e sejam o mesmo para os dois casos.
Passo 2
Agora vamos pensar a partir dessa expressão através de duas perguntas.
1. A frequência da onda na corda é diferente da frequência do som no ar produzida pela vibração da corda?
Não, a frequência da onda no ar e na corda vão ser iguais, porque a frequência só depende da fonte.
2. A velocidade da onda na corda é diferente da velocidade do som no ar produzida pela vibração da corda?
Sim, porque a velocidade depende do meio em que a onda está se propagando! Em um caso a onda se propaga na corda e no outro no ar.
Então como a velocidade varia, o comprimento de onda também vai variar, sacou? Aí a resposta para essa é não. ☹
Passo 3
b) Ele quer saber se o comprimento de onda sonora dentro de um tubo de órgão é o mesmo que o do som produzido por ele no ar. Vamos usar o mesmo raciocínio aqui, beleza? Temos
Então para o comprimento de onda ser o mesmo para os dois casos precisamos que e sejam o mesmo para os dois casos. Vamos às nossas perguntas de reflexão haha
1. A frequência da onda sonora no tubo é diferente da frequência do som no ar?
Não, as frequências são iguais porque ambas tem o órgão como fonte e a frequência só depende da fonte.
2. A velocidade da onda sonora no tubo é diferente da velocidade do som no ar?
Não, porque as ondas no tubo do órgão já são formadas no ar dentro desse tubo. Então elas tem o mesmo meio de propagação que as ondas sonoras no ar.
Assim como e são iguais para as duas ondas, elas tem sim o mesmo comprimento. 😊
Resposta
- Não
- Sim