P2 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2018.2

Duas fontes idênticas emitem continuamente ondas sonoras em fase, com frequência de . Um detector é colocado em um ponto a de uma das fontes e a da outra (As fontes e o ponto estão alinhados, com as fontes a de distância entre si). A onda emitida por cada fonte isoladamente atinge o ponto com uma amplitude . Considerando as fontes pontuais, e emitindo isotropicamente, determine:

a) A diferença de fase (em radianos) entre os dois sinais no ponto ; e indique qual é o tipo de interferencia observado?

b) A amplitude, em função de , da onda resultante no ponto .

c) O sinal detectado a 5m de uma única fonte tem nível sonoro de ; determine a potência da fonte.

d) Um detector é colocado no ponto . Uma das fontes é movimentada sobre um trilho retilíneo ao longo da reta que une ao ponto com velocidade de módulo . A frequência percebida no ponto vinda dessa fonte é quando ela está se afastando. Determine a velocidade de afastamento da fonte.

e) Enquanto a fonte está se afastando do ponto P com velocidade v como indicado no item d, qual é a frequência dos batimentos ouvidos por um observador nesse ponto, se a outra fonte permanece em repouso?

Os itens são independentes. Indique a resposta com o número de algarismos significativos adequados.

a) Uma onda senoidal com período se propaga em uma corda. Sabendo que, para dois pontos da corda separados por , a diferença de fase é de , determine a velocidade da onda na corda.

b) A equação que descreve uma onda transversal em uma corda é . Sabendo que esta onda ao se refletir em um anteparo produz um padrão estacionário para o segundo harmônico em uma corda com comprimento , determine a velocidade da onda.

c) A figura mostra dois instantes (linha contínua) e (linha tracejada) de uma onda que se propaga em uma corda. Sabendo que a distância d é igual a , que e a frequência angular é determine a velocidade da onda.

Duas frequências de ressonância sucessivas de um tubo são 1250Hz e 1750Hz. Desprezando efeitos de borda, determine:

a) O tubo está aberto nas duas extremidades ou em apenas uma? Justifique. (A resposta sem justificativa não será considerada)

b) O comprimento do tubo

c) Para o harmônico de , esboce as curvas da pressão em função da posição ao longo do tubo. Considere o tubo aberto em e indique claramente a posição dos nós.

d) Determine a frequência do modo fundamental.

e) Para o modo fundamental, esboce as curvas do deslocamento como função de Considere o tubo aberto em e indique claramente a posição dos nós.

f) Ainda para o modo fundamental, escreva a função de onda para o deslocamento considerando que a amplitude do deslocamento é . Considere o tubo aberto em .