Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 16.1 - Ex. 47

Um fio flexível de 5,00 g e 1,40 m de comprimento tem uma tensão de 968 N e é fixado nas duas extremidades. (a) Encontre a velocidade das ondas transversais no fio. (b) Encontre o comprimento de onda e a frequência do fundamental. (c) Encontre as frequências do segundo e terceiro harmônicos.

Passo 1

Bom, já que o enunciado nos dá a tensão, podemos usar a seguinte equação para a velocidade:

Reescrevendo a densidade linear:

Substituindo os valores dados no enunciado:

O que responde a letra (a).

Passo 2

Com esse resultado, podemos usar a outra equação da velocidade, escrita em termos do comprimento de onda e a frequência no estado fundamental do item (b):

E pela relação de comprimento de onda e comprimento da corda:

Isolando a frequência na primeira equação:

Substituindo os valores:

Passo 3

E na letra (c), podemos usar o resultado para o harmônico fundamental, já que as duas extremidades da corda estão presas:

Resposta

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