P1 de Física 2 da USP - 2015

Uma corda esticada está amarrada a uma parede distante. Uma demonstradora movimenta sua mão para criar um pulso se propagando em direção à parede (veja diagrama). A demonstradora quer produzir um pulso que leve um tempo maior para atingir a parede. Qual das ações devem ser feitas por ela para produzir esse resultado:

Usar uma corda mais pesada, de mesmo comprimento, sob a mesma tensão.

Usar uma corda de mesma densidade, mas aumentar a tensão.

Movimentar sua mão a uma distância maior, para cima e para baixo com a mesma quantidade de tempo.

Nenhuma das ações acima irá causar o efeito desejado.

A figura representa uma onda estacionária que oscila em uma corda com frequência . Quantos antinodos (ventres) haverá se a frequência for dobrada para ?

Duas ondas descritas pelas equações:

em centímetros propagam-se em uma corda vibrante. A amplitude da onda resultante é:

Uma corda de densidade linear de massa é esticada sob uma tensão de . A corda tem de comprimento e, simultaneamente, a partir de cada uma das extremidades, introduzem-se oscilações harmônicas de frequências iguais , de mesma amplitude e de fases opostas.

Dados:

a) Depois de quantos segundos as frentes de onda se encontram?

b) Escreva a equação da onda

c) Escreva a equação para a elongação para um ponto no meio do fio.

d) Considerando um tempo suficientemente longo, comparado com o tempo para a onda percorrer toda a corda, quantos nós terá a onda estacionária?

Duas ondas com a mesma amplitude , mas com frequências diferentes, iguais a e , respectivamente, caminham na mesma direção e sentido a A frequência de batimento (frequência da onda envoltória) é dada por:

.

.

.

.

O limiar de audibilidade de uma onda sonora para uma frequência é dado por e o limiar de sensação dolorosa para a mesma frequência é , onde é a intensidade da onda sonora. Suponha que um alto-falante produza uma onda sonora de de potência com frequência . E que esta onda se propaga de forma esférica e uniforme em todas as direções. Logo, se uma pessoa quer ouvir o alto-falante sem ter sensação de dor deverá estar localizada a qual distância com relação à fonte:

entre e 2.

entre e .

entre e 1000.

entre e 100.

Dois trens, e , viajam em sentidos opostos com velocidades e (módulo das velocidades) respectivamente, ambos emitindo ondas sonoras (apitando) com a mesma frequência . Considere um observador em repouso localizado no meio do caminho entre ambos trens. Se , o que o observador precisa fazer para ouvir as ondas sonoras com a mesma frequência?

movimentar-se na direção de .

ficar parado.

movimentar-se na direção de .

movimentar-se na direção perpendicular ao movimento dos trens.

Considere as seguintes situações: uma fonte em repouso emite ondas sonoras com frequência e um observador se aproxima da fonte com velocidade . a mesma fonte, emitindo com a mesma frequência, movimenta-se com na direção de um observador em repouso. Logo, se as frequências medidas pelo observador nos casos e são e respectivamente, é correto afirmar que:

.

.

.

falta informação para responder a questão.

Uma frente de ondas planas atinge uma barreira com uma pequena abertura (de dimensões muito menores que o comprimento de onda). O formato da frente de ondas do outro lado da barreira pode ser descrito como:

Frente de ondas planas (Figura )

Frente de ondas circulares (Figura )

Frente de ondas sinusoidal (Figura c)

Propagação retilínea (Figura ).