Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 15.Problemas Desafiadores - Ex. 80
Onda longitudinal em uma mola. Molas muito compridas, tais como uma mola longa de brinquedo e as molas usadas em demonstrações de laboratório, podem servir para visualizar a propagação de uma onda longitudinal.
a) Mostre que, se a constante da mola for , a massa for m e o comprimento for igual a , a velocidade de uma onda longitudinal é dada por .
b) Determine para uma mola com , e .
Passo 1
a) Ao fazer a mola se movimentar produzindo ondas longitudinais temos uma força que é aplicada em uma das extremidades, essa força é dada pela equação:
A força em é uma força relacionada a mola, temos que a constante da mola representa a variação da força pela variação do comprimento. Sendo assim podemos fazer uma análise dimensional:
Portanto podemos dizer que
Desta maneira temos que:
Sendo que essa força é aplicada em um período de tempo , logo:
Mas também pode ser escrito a partir da mudança do momento longitudinal, ou seja:
Igualando as duas equações:
Passo 2
b) Agora só precisamos substiruir os valores.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)