Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 15.Exercícios - Ex. 17
A extremidade superior de um fio de aço de de extensão é presa ao teto, e um objeto de é suspenso pela ponta inferior do fio. Você observa que um pulso leva para se deslocar de baixo para cima pelo fio. Qual é a massa do fio?
Passo 1
Falai galerinha, tudo certo:
Como diria a Viúva Negra, “Ainda somos amigos, certo?”
Boraaa fazer essa comigo
Para resolver este problema, vamos aplicar a equação da velocidade da onda mecânica:
Note que a tração no fio tem mesma intensidade do peso do objeto que é preso na sua extremidade inferior.
Podemos, facilmente, calcular a velocidade da onda sabendo o comprimento do fio e o tempo de propagação do sinal.
Assim, usando a equação acima, é possível determinar a densidade linear do fio, e, portanto, sua massa.
Sendo a massa do objeto e a gravidade, sabemos que a tração é dada por:
Sendo , o comprimento do fio, o tempo de propagação do sinal, a velocidade da onda será
Passo 2
Usando as equações que foram dadas no passo 1, teremos que a densidade linear do fio é de
A massa do fio é dada como
Substituindo os valores numéricos
“Nós somos Groot”
Resposta
Portanto, a massa do fio é de .