Enunciado

Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 17.Problemas Adicionais - Ex. 73

O som produzido pelos cachalotes (17-43a) lembra uma série de cliques. Na verdade, a baleia produz apenas um som na frente da cabeça para iniciar a série. Parte desse som passa para a água e se torna o primeiro clique da série. O restante do som se propaga para trás, atravessa o saco espermanecete (um depósito de gordura), é refletido no saco frontal (uma camada de ar) e passa novamente pelo saco espermanecete. Quando chega ao saco distal (outra camada de ar), na frente da cabeça, parte do som escapa para a água para formar o segundo clique, enquanto o restante é refletido de volta para o saco espermanecete (e acaba formando outros cliques).

A fig 17-43b mostra o registro de uma série de cliques detectados por um hidrofone. O intervalo de tempo correspondente a 1,0ms está indicado no gráfico. Supondo que a velocidade do som no saco do espermanecete é 1372 m/s, determine o comprimento do saco espermanecete. Usando cálculos desse tipo, cientistas marinhos estimam o comprimento de uma baleia a partir dos cliques que produz.

Passo 1

A baleia produz um som que vai para a água e é captado pelo hidrofone. Outra parte dele se propaga para trás, passando pela região do saco espermanecete, refletido no saco frontal e retornando para a frente, onde vai escapar para a água e ser detectado pelo hidrofone como um noco clique.

O intervalo entre os pulsos é de e a velocidade que essa onda viaja é . A distância percorrida é o dobro do comprimento do saco espermanecete, pois a onda vai, reflete e volta. Assim, pela relação de velocidade constante temos:

Onde L é o comprimento da região de interesse.

Substituindo os valores temos:

Resposta

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