Enunciado

Uma onda transversal em uma corda é descrita pela

função de onda:

y = 0,120 s e n π 8 x + 4 π t

onde x e y são dados em metros e t em segundos. Determine; (a) a velocidade transversal e; (b) a aceleração transversal em t =   0,200 s   para um elemento da corda localizado em   x = 1,60 m . Quais são; (c) o comprimento de onda; (d) o período, e (e) a velocidade de propagação dessa onda?

Passo 1

Faaaala, cara! Tranquileba?

Seguinte, cara... Chega junto!

Temos a seguinte equação:

y = 0,120 s e n 2 π 1 16 x + 2 t                     (   0.1 )

Passo 2

Sabemos que velocidade é derivada da posição com respeito o tempo. Logo:

v = ∂ y ∂ t = 0,120   4 π cos ⁡ π 8 x + 4 π t

Passo 3

E que a aceleração é derivada da velocidade com respeito ao tempo. Logo:

a = ∂ v ∂ t = - 0,120   4 2 π 2 s e n π 8 x + 4 π t

Pede ambos em t = 0,200 s   e   x = 1,60 m .

Passo 4

Faaaala, cara! Tranquileba?

Seguinte, cara... Chega junto!

Temos a seguinte equação:

y = 0,120 s e n 2 π 1 16 x + 2 t                     (   0.1 )

E para resolvermos os passos, lembremos que essa mesma equação é:

y x , t = A   s e n   2 π t T - x λ + ϕ                                               (   0.2 )

Onde A= amplitude, t= tempo, T= período, x= posição, λ = comprimento de onda e ϕ = fase.

Passo 5

Logo tendo isso em mente, da equação (0.1) e (0.2):

1 16 x = - x λ → λ = - 16 = 16

E para o período T, da equação (0.1) e (0.2):

2 t = t T → T = 1 2

Passo 6

E sendo:

v = λ T

Temos:

v = 16 1 2 m s = 32 m s

Resposta

Logo:

v = - 1,50 m s

a = 0

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