UFRJ – Física 2 – 2019.2 – P3 – M. Escolha
. Considere um tubo aberto de altura onde há uma onda sonora vibrando no modo fundamental. Se de alguma maneira aumentarmos , podemos afirmar que:
A frequência de oscilação diminui e o número de onda diminui.
O comprimento de onda aumenta e a velocidade da onda dentro da onda diminui.
O número de onda aumenta e o comprimento de onda aumenta.
A velocidade é a mesma e comprimento de onda é o mesmo.
A frequência aumenta e o comprimento de onda aumenta.
Passo 1
Vem comigo que vamos resolver esse problema!
A situação do problema é um tubo aberto, com isso temos que a frequência e o comprimento de onda da onda dentro do tubo são dados por:
Só que no nosso caso como temos o modo fundamental , logo:
Agora vamos ver o que cada alternativa diz sobre o que acontece quando aumenta.
Passo 2
Começando com o item .
Ele diz que a frequência diminui com o aumento de , até aí tudo bem.
Ele também diz que o número de onda diminui. O número de onda é dado por:
Então com o aumento de temos a diminuição de .
Até agora essa é a nossa alternativa, mas temos que avaliar as outras.
Passo 3
O item diz que o comprimento de onda aumenta com , isso é verdade.
Mas diz também que a velocidade diminui, vamos ver se isso acontece. Temos que:
Logo a velocidade da onda não depende de , logo ela não diminui.
Então essa alternativa não é correta.
Passo 4
A primeira afirmação do item diz que o número de onda aumenta, sendo que já vimos no passo que ele diminui com o .
Logo essa alternativa está errada.
Passo 5
O item diz que o a velocidade se mantém a mesma, isso é verdade como vimos no passo .
E diz também que o comprimento de onda se mantém o mesmo, só que como:
Temos que aumenta. Então essa alternativa também está errada.
Passo 6
O item diz que a frequência aumenta sendo que no passo já vimos que ela diminui. Então esse item também está errado.
Com isso temos que alternativa correta é .
Resposta
A frequência de oscilação diminui e o número de onda diminui.