Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 16.1 - Ex. 14
No padrão de onda estacionária fundamental de um tubo de órgão com uma das extremidades fechada, o que ocorre com o comprimento de onda, com a frequência e com a rapidez do som característicos do padrão formado, se o ar dentro do tubo se torna significativamente mais frio? Explique seu raciocínio.
Passo 1
Bora dar uma olhada nisso aí. Como o ar fica mais frio, o tubo vai contrair (porque vai perder calor para o ar, buscando o equilíbrio térmico). Mas o comprimento de onda é relacionado com o comprimento do tubo, pela equação , e então como diminui, diminui, mas esse efeito de dilatação vai ser quase imperceptível para uma mudança não muito grande de temperatura.
Passo 2
Lembra que a velocidade do som se relaciona com a temperatura do ar pela equação aí de baixo?
Então, se a temperatura diminui, a velocidade vai diminuir, e esse sim é um efeito mais sensível que a dilatação.
Passo 3
Por fim, a gente relaciona a frequência com a velocidade pela equação das ondas.
A gente viu que a velocidade diminui e que o comprimento de onda fica quase constante. Então, pra velocidade poder diminuir, a frequência também vai diminuir!
Resposta
O comprimento de onda diminui pouquíssimo, a velocidade do som diminui consideravelmente, e a frequência da onda também!