P2 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2017.1

I. Considere uma fonte sonora F e um detector D, posicionados conforme a figura. Admita que D receba o som de F pelos caminhos 1 (direito) e 2 (com reflexão). Considere que na reflexão há uma mudança de fase de .

Sendo L= 8,00 m, 85 Hz a frequência das ondas e 340m/s a velocidade do som, obtenha o menor valor de d (diferente de zero) para que ocorra no detector:

a) interferência construtiva;

b) interferência destrutiva;

II. Uma ambulância, cuja sirene emite um som com frequência única, aproxima-se de um pedestre parado. A frequência detectada pelo pedestre é de 1600 Hz. Depois de ser ultrapassado, o pedestre escuta uma frequência de 1400 Hz. Determine:

c) a velocidade da ambulância;

d) a frequência do som emitido pela sirene da ambulância.

Uma corda com as extremidades fixas, sujeita a uma tensão de , oscila no quarto harmônico de uma onda estacionária. O deslocamento da corda é dado por, , onde em uma das extremidades da corda, x está em metros e t está em segundos.

Determine:

1. O comprimento da corda
2. A amplitude e a velocidade das ondas na corda (iguais, exceto pelo sentido de propagação) cuja superposição produz esta oscilação.
3. A massa da corda
4. A posição dos dois primeiros anti-nós (ventres)
5. A velocidade transversal de uma partícula da corda no ponto para
6. Se a corda oscilasse no terceiro harmônico, qual seria o período de oscilação

A figura abaixo mostra a leitura de um monitor de pressão montado em um ponto da trajetória de uma onda sonora de uma só frequência, propagando-se com uma velocidade de no ar, de massa específica homogênea . A escala do eixo vertical do gráfico representado na figura abaixo é definida por . Se, nas vizinhanças do monitor de pressão, a função deslocamento da onda é dada por .

a) Determine a amplitude de pressão, , o período e o número de onda.

b) Obtenha e escreva a função que descreve o deslocamento .

c) Coloca-se um tubo com apenas uma extremidade aberta no caminho da onda sonora. Calcule qual deve ser o menor comprimento do tubo para que a onda estacionária formada em seu interior entre em ressonância.

d) Faça o desenho da onda estacionária de pressão no tubo, na situação do item c, indicando as extremidades aberta e a fechada.

e) Suponha, agora, que o monitor de pressão se encontre a uma distância da fonte sonora isotrópica (emite igualmente em todas as direções). Observa-se que a amplitude da onda de pressão é duplicada ao aproximarmos o monitor de em direção à fonte. De quanto aumenta a intensidade da onda sonora? Calcule a distância .