Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 16.Problemas - Ex. 62
Podemos produzir ondas estacionarias longitudinais em uma barra solida segurando-a entre os dedos de uma mão e golpeando-a com a outra mão. A barra oscila formando ventres nas duas extremidades. A) Por que as extremidades são ventres e não nos? B) a frequência fundamental pode ser obtida golpeando-se a barra quando ela é mantida fixa no seu centro. Explique a razão pela qual este é o único local para se fixar a barra de modo a se obter o harmônico fundamental. C) Calcule a frequência fundamental da barra de aço com de comprimento (ver a Tabela16.1). d) Qual é a próxima frequência possível da onda estacionaria dessa barra? Onde a barra deve ficar presa para excitar uma onda estacionaria com essa frequência?
Passo 1
a) As extremidades serão ventres, porque elas estão livres, não estão presas a nada, por isso não se formam nós.
Passo 2
b) Em uma barra com as extremidades livres, o nó da frequência fundamental se forma no meio da barra, por isso podemos prender ela nesse ponto.
Passo 3
c) A frequência fundamental da barra livre nas extremidades é:
Substituindo os valores:
Usamos a velocidade da onda no aço pela tabela que o enunciado fala.
Passo 4
d) A próxima frequência é para , então:
Ficando:
Precisaríamos segurar a barra exatamente nos nós para o harmônico que corresponde a , ou seja, a uma distância de:
Em relação a cada extremidade, pois são dois nós.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)