P2 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2019.1

Uma corda é acionada por um gerador de ondas que estica a corda em uma direção perpendicular à corda, conforme apresentado na figura. A função de onda para a onda estacionária em uma corda, fixa em ambas as extremidades, é dada por , onde e estão em centímetros e está em segundos. Determine:

1. O número de onda e o comprimento de onda das ondas da onda estacionária
2. A frequência e a velocidade das ondas na corda
3. O comprimento da corda, sabendo que a corda vibra em seu quarto harmônico
4. Represente a onda estacionária, indicando a posição de cada nó. Considere a onda no instante e os extremos da corda em e

(as respostas para este item devem ser dadas com casas decimais e em notação científica) Um tubo sonoro com duas extremidades abertas de comprimento que ressoa no modo (A velocidade do som no ar está dada na capa da prova).

1. Faça um desenho no tubo abaixo representando a onda sonora se propagando no tubo com duas extremidades abertas para . Identifique a posição e escreva os valores dos nós e dos anti-nós tomando por referência a extremidade esquerda como posição e a extremidade direita como posição



2. Determine a frequência emitida pelo tubo
3. Determine o comprimento de onda da onda emitida pelo tubo
4. Um segundo tubo com um tamanho ligeiramente menor que o primeiro também com a extremidade aberta é colocado próximo ao tubo descrito anteriormente. Quando passa ar por estes dois tubos, é ouvido um batimento com frequência de . Qual o comprimento deste segundo tubo

Uma sirene para alerta de desastres possui frequência de e com uma potência de é acionada em situações de risco. Durante um teste realizado, uma pessoa dentro de um veículo inicialmente parado a metros da sirene, não sabia que se tratava apenas de um teste. Quando ouviu a sirene, passou a se afastar em linha reta, em direção radial a sirene e com velocidade constante de . A velocidade do som é de .

a) Quanto tempo levou para a onda sonora chegar à pessoa a partir do instante em que a sirene foi acionada?

b) Determine a intensidade da onda emitida pela sirene na posição em que a pessoa se encontrava inicialmente parada.

c) Quando a pessoa começou a se afastar com velocidade constante, qual a frequência com que ela passou a ouvir a sirene?

d) Suponha agora que ao invés de uma, o alerta é composto de duas sirenes, colocadas a uma distância entre elas e que quando acionadas, geram ondas em fase e de mesma amplitude.

Suponha que um detector está a uma distância da sirene 1 e da sirene 2, conforme a figura. Determine qual deve ser a diferença da distância e em função da frequência e da velocidade do som para que tenhamos: (i) interferência construtiva; (ii) interferência destrutiva.