Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 16.Problemas Adicionais - Ex. 62
Uma onda senoidal transversal que se propaga no sentido positivo de um eixo tem uma amplitude de , um comprimento de onda de e uma frequência de . Se a equação da onda é da forma, determine (a) (b) , (c) e (d) o sinal que precede . Qual é (e) a velocidade transversal máxima de um ponto da corda e (f) a velocidade da onda?
Passo 1
Falaa galerinha do RespondeAí, tudo beleza?
Nesse exercício aqui, o enunciado nos diz que uma onda senoidal transversal de amplitude , comprimento de onda e frequência , se propaga np sentido positivo de uma eixo . Sabendo que a equação da onda é da forma:
O enunciado nos pede, na letra (a), pra encontrar o valor de .
Massss, como a gente é malandro, podemos pegar essa informação diretamente do enunciado, afinal ele nos disse que , sendo assim, a amplitude é dada como:
Passo 2
Belezoca, agora na lerta (b), ele pede pra gene determinar o valor do número de onda , pra isso podemos lembrar da relação:
E como o enunciado nos deu que , vamos obter que:
Passo 3
Iradoso, já na letra (c), queremos determinar o valor da frequência angular , pra isso vamos precisar lembrar da relação:
E como o enunciado nos deu que , teremos que:
Passo 4
Maravilha, agora na letra (d), como queremos encontrar o sinal que precede , é só a gente lembrar que ondas que se propagam no sentido positivo do eixo , possuem sinal negativo em , equanto que ondas que se propagam no sentido negativo possuem sinal positivo.
Show de bola, como o enunciado nos disse que a onda se propaga no sentido positivo, teremos um sinal negativo. Então de acordo com os dados que já descobrimos, podemos escrever a equação da onda como:
Passo 5
(e) A velocidade transversal é dada pela derivada de com relação ao tempo. Derivando , a gente encontra:
A malandragem é que o módulo dessa expressão adquire um valor máximo quando o módulo do cosseno é máximo, ou seja, é igual a . Sendo assim, a velocidade máxima será:
Passo 6
(f)A velocidade de propagação transversal da onda é dada pela famosa equação:
E o enunciado nos deu e :
Prontinho!
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)Negativo
(e)
(f)