USP – Física 2 – P2 – 2022 – 8
8. Uma corda de comprimento e densidade , com ambas as extremindades ficas, oscila no quarto harmônico de uma onda estacionária de acordo com a seguinte equação:
Onde numa das extremindades da corda ( é dado em metros e em segundos).
Qual deve ser a tensão aplicada na corda para que ela oscle no segundo harmônico?
OBS: Adote que o valor de não se altera.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Passo 1
Olá, pessoal! Tudo bom? Aqui nós temos uma questão de ondas, que é quase uma aplicação direta de fórmula.
A gente tem uma corda de comprimento e a equação da onda, e precisamos achar a tensão , sabendo que ela oscila no segundo harmônico.
A gente consegue relacionar o comprimento da corda com o comprimento de onda através da relação:
E para achar o comprimento a onda, temos que olhar para equação geral de uma onda,
Comparando com a equação dada, temos que
Com isso, temos que os modos normais de vibração ficariam
E
Com esses dados podemos calcular a tensão .
Bora lá!
Passo 2
Para começar, temos que lembrar que no segundo harmônico, o comprimento da corda é igual ao comprimento da onda:
Também vamos precisar calcular o nosso
Passo 3
Por im, podemos calcular a velocidade da onda:
Isolando
Substituindo os dados,
Prontinho!
Resposta
Letra A