Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 16.Exercício - Ex. 1
O exemplo 16.1 mostrou que, em ondas sonoras deslocando-se no ar com frequência de , uma amplitude de deslocamento igual a produz uma amplitude de pressão igual a .
- Qual é o comprimento de onda dessas ondas?
- Para uma onda de no ar, qual é a amplitude de deslocamento necessária para que a amplitude de pressão esteja no limiar da dor, que corresponde a ?
- Em qual comprimento de onda e frequência uma onda com amplitude de deslocamento igual a produziria uma amplitude de pressão igual a ?
Passo 1
Olá, tudo bem?
Letra a)
Com a onda está se deslocando no ar, sua velocidade é bem determinada e vale . A frequência foi dada no enunciado e vale . Então agora é só usar a expressão para a velocidade de propagação:
Passo 2
Letra b)
A amplitude de pressão pode ser dada em função do coeficiente de compressão do ar , do número de onda e da amplitude de deslocamento :
E como o produto é constante, podemos dizer que:
Passo 3
Letra c)
Usando a mesma relação para a amplitude de pressão:
E lembrando que o número de onda pode ser dado em função do comprimento de onda:
Juntando essas duas expressões temos:
O produto é constante, então podemos fazer essa comparação aqui ó:
E usando novamente a expressão da velocidade de propagação (lembrando que no som a velocidade da onda é ), então a frequência fica a seguinte: