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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 16.Exercícios - Ex. 49

Um pato nadando agita os pés uma vez a cada 1,6 s, produzindo ondas superficiais com esse período. O pato está se movendo com velocidade constante em um lago no qual a velocidade das ondas superficiais é 0,32 m/s, e a distância entre as cristas das ondas em frente ao pato é 0,12 m. (a) Qual é a velocidade do pato? (b) Qual é a distância entre as cristas das ondas atrás do pato?

Passo 1

Fala galera, bora lá! Para resolução do problema, utilizaremos os conhecimentos adquiridos a cerca do efeito Doppler. Para a questão proposta, devemos lembrar-nos dos seguintes conceitos:

λ = v - v L f s     e m   f r e n t e   a   f o n t e

λ = v + v s f s   a t r á s   d a   f o n t e

f s = 1 T

Passo 2

Utilizando o período que é fornecido pela questão, podemos encontrar a frequência que será utilizada na resolução das questões e os seguintes dados:

f s = 1 1,6   s = 0,625   H z

v = 0,32   m / s

λ = 0,12   m

Passo 3

(a) Para encontrarmos a velocidade do pato, utilizaremos a equação fornecida anteriormente, ficando então:

v s = v - λ f s

Substituindo os valores na equação, ficaremos com:

v s = 0,32 - 0,12 0,625

Portanto, a velocidade do pato será

v s = 0,25   m / s

Passo 4

(b) Para encontrarmos a distância entre as cristas, utilizaremos a equação da onda atrás da fonte:

λ = v + v s f s   a t r á s   d a   f o n t e

Substituindo os valores na equação, ficaremos com:

λ = 0,32 + 0,25 0,625

Portanto, o valor da distância entre as cristas será

λ = 0,91   m

Resposta

A velocidade do pato será

v s = 0,25   m / s

O valor da distância entre as cristas será

λ = 0,91   m

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