Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 16.Exercício - Ex. 10
a) Mostre que a variação relativa na velocidade do som devido a uma pequena variaao de temperatura é dada por . (Sugestão: Comece com a Equação 16.10.) b) A velocidade do som no ar a é . Use o resultado da aprte (a) para encontrar a variação na velocidade do som devido a uma variação de na temperatura do ar.
Passo 1
a) A equação sugerida é a seguinte:
Como podemos ver, são constantes. Podemos então derivar com relação a , para acharmos:
Passo 2
Para chegarmos na relação dada no enunciado basta multiplicarmos e dividirmos o lado direito por :
Ficamos com:
E como dá para ver, a raiz do lado direito é igual a :
Reorganizando:
Pronto, chegamos na relação que o enunciado pede.
Passo 3
b) Agora basta usarmos essa relação e substituirmos os valores dados pelo enunciado, mas antes convertermos o que é necessário para a escala Kelvin, já que a equação que usamos desde o passo 1 usa essa escala de temperatura:
Repare que a variação passou de para , porque é uma variação, e na conversão entre as escalas, não adicionamos 273.
Isolando a variação e resolvendo: