Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 16.Problemas - Ex. 70
Dois alto-falantes idênticos e estão separados por uma distância de . Os alto-falantes são alimentados por um mesmo amplificador e produzem ondas sonoras com frequência igual a . Considere a velocidade do som no ar igual a . Um pequeno microfone se afasta do ponto ao longo da direção da perpendicular à reta que une o ponto com o ponto (reta indicada na Figura 16.44). a) A que distância do ponto haverá interferência destrutiva? b) A que distância do ponto haverá interferência construtiva? c) Quando a frequência é suficientemente baixa, não existe nenhum ponto da reta com interferência destrutiva. Quão baixa deve ser a frequência para que isso ocorra?
Passo 1
a) Pela imagem, a gente vê que quando uma onda sai do ponto e vai até o ponto ,ela faz o caminho e quando uma onda sai do ponto e vai até o ponto , ela precisa passar pela hipotenusa do triangulo retângulo ABC. Assim podemos escrever a equação de onda destrutiva como:
Sendo o múltiplo do comprimento de onda para cada ponto em que acontece interferência destrutiva
Vamos reescrever a equação para tirar aquela raiz:
Cortando os e isolando :
Agora a gente tem uma equação para sabermos quais os valores de , que é a posição do ponto , ocorrem interferências destrutivas.
Como a questão deu a frequência para a gente, vamos calcular o comprimento de onda:
Substituindo esse valor, o valor de que é a distancia entre as fontes e , e substituindo valores de :
Para :
Para :
Para :
Para :
Para valores maiores, começa a ser negativo.
Passo 2
b) Para as interferências construtivas, a equação vai ser a mesma, a diferença é que agora só pode assumir números naturais
Para :
:
:
:
Passo 3
c) Para que não haja interferência destrutiva, a distância entre as fontes deve ser menor do que meio comprimento de onda (que é o valor mínimo para que haja uma interferência destrutiva). Então a gente calcula a frequência para o caso limite, quando:
Substituindo o comprimento de onda na equação da velocidade da onda:
Isolando :
Colocando os valores:
Para qualquer valor um pouco mais baixo que esse, não acontecem interferências destrutivas.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)