Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 17.3 - Ex. 22
Na figura, um som com um comprimento de onda de se propaga para a direita através de um tubo que possui uma bifurcação. Ao chegar à bifurcação, a onda se divide em duas partes. Uma parte se propaga em um tubo em forma de semicircunferência e a outra se propaga em um tubo retilíneo. As duas ondas se combinam mais adiante, interferindo mutuamente antes de chegarem a um detector. Qual é o menor raio da semicircunferência para o qual a intensidade medida pelo detector é mínima?
Passo 1
Fala galerinha do RespondeAí, tudo beleza?
Já que estamos falando de interferência, a intensidade mínima vai ser simplesmente o caso em que acontece interferência destrutiva.
E quando é que isso acontece? Quando essa diferença de fase aqui:
É um múltiplo ímpar de , ou seja:
Onde
Passo 2
Vamos arrumar um pouco essa fórmula.
Dividindo tudo por e sabendo que :
Beleza, chegamos na fórmula da diferença de percurso entre as ondas que gera a interferência destrutiva:
Como nós queremos o raio “mínimo” daquela semicircunferência, vamos ver qual é a diferença de percurso mínima, que é simplesmente o caso :
Passo 3
Ok, agora é só descobrir o raio que produz essa diferença de percurso:
Bom, vamos analisar o trecho entre o início e o fim da semicircunferência. A parte da onda que segue pelo tubo retilíneo percorre uma distância:
Veja a figura pra entender isso melhor. E a parte da onda que segue pela semicircunferência percorre uma distância igual à metade do comprimento de uma circunferência inteira:
Então a diferença vai ser:
E como visto antes, queremos que isso seja igual a:
Pronto!
Resposta