Correção dos exercícios de ondas elásticas. Prof. Sérgio Talim

Transcrição

1 Correção dos exercícios de ondas elásticas Prof. Sérgio Talim

2 1) Talita produz ondas em uma piscina batendo com a mão na superfície da água. Na mesma piscina há uma rolha boiando a certa distância da mão da menina. a) A frequência com que Talita bate na água é maior, menor ou igual à frequência com que a rolha oscila sob a influência das ondas geradas pela menina? IQUAL A FREQUÊNCIA DA ONDA É ESPECIFICADA PELA FONTE. b) A amplitude do movimento da rolha é maior, menor ou igual à amplitude do movimento da água no local atingido pela mão de Talita? MENOR Considerando que a energia vai se dissipando no meio (água).

3 2) Na borda de outra piscina, Tiago bate com a mão na superfície da água 4 vezes a cada dois segundos. Se a frequência de suas batidas na água for duplicada, o que ocorrerá com: a) a velocidade de propagação das ondas geradas pela ação de Tiago sobre a água? Não muda A velocidade depende das propriedades do meio apenas. b) o comprimento de onda dessas ondas? Diminui pela metade - = v/f c) o período das oscilações de uma rolha que flutua na piscina? Diminui pela metade - T = 1/f

4 3) Josué bate uma régua na superfície da água 10 vezes em 5,0 segundos e duas cristas consecutivas da onda ficam separadas por 2,0 centímetros. Sendo assim, calcule a velocidade de propagação da onda. Comprimento de onda, = 2,0 cm Frequência, f = (número de oscilações)/ tempo f = 10 oscilações /5,0 s = 2,0 Hz. Logo, a velocidade dada por v = f, será : v = f = 2,0 cm x 2,0 Hz v = 4,0 cm/s

5 4) Se a régua mencionada no exercício anterior passar a tocar a água 20 vezes a cada 5,0 segundos, essa alteração provocará mudanças: a) na frequência da onda? Frequência, f = (número de oscilações)/ tempo f = 20 oscilações /5,0 s = 4,0 Hz. Será o dobro f = 4,0 Hz b) na velocidade da onda? Será a mesma já que o meio não mudou v = 4,0 cm/s. c) no comprimento de onda? Comprimento de onda = v/f = (4,0 cm/s) /4,0 Hz = 1,0 cm Será a metade - - = 1,0 cm

6 5) Bernardo produz uma onda em uma corda, cuja forma, em certo instante, está mostrada na Figura I. Nesta primeira figura, o eixo das ordenadas mostra o deslocamento vertical de diferentes segmentos da corda, que tem 100 cm de comprimento, como informado no eixo das abscissas. A Figura II informa como varia a posição do ponto X = 75 cm da corda no decorrer do tempo. Considerando-se as informações contidas nas figuras, determine a velocidade de propagação da onda produzida por Bernardo. T Figura I O comprimento de onda pode ser obtido do gráfico de deslocamento por posição (Figura I - = 50 cm) Figura II O período do gráfico de deslocamento por tempo (Figura II T = 0,50 s). Logo, a velocidade será v = f = /T = 50 cm/0,50s v = 1,0 x 10 2 cm/s = 1,0 m/s

7 6) Uma onda é estabelecida em uma corda mostrada na figura ao lado. O ponto A destacado na figura oscila com uma frequência f = 20 Hz. Observe a figura e diga se cada uma das afirmativas seguintes é verdadeira ou falsa. Para aquelas que estiverem erradas, apresente o valor correto da grandeza mencionada. Amplitude Afirmativa V F Correção O comprimento de onda é igual a 1,5 m. O período da onda é igual a 5 segundos. A amplitude da onda é igual a 0,8 m. A velocidade de propagação é 30 m/s. O comprimento de onda é igual a 1,5 m. X 1,6 m O período da onda é igual a 5 segundos. T = 1/f = 1/20Hz = 0,05 s X 0,05 s A amplitude da onda é igual a 0,8 m. X 1,5 m A velocidade de propagação é 30 m/s. v = f = 1,6 m x 20 Hz = 32 m/s X 32 m/s

8 7) Numa corda esticada produzimos um pulso transversal de 6,0 cm de altura e 14,0 cm de largura, mostrado na figura ao lado. Esse pulso se propaga com velocidade constante para a direita. Esse pulso alcança e passa completamente pelo ponto P da corda. Determine a distância total percorrida pelo ponto P durante a passagem do pulso por ele. O pulso é transversal. Por isso, o ponto P de desloca apenas na direção vertical Então, o ponto P percorre 6,0 cm na subida e mais 6,0 cm na descida. Portanto, a distância total percorrida será de 12,0 cm.

9 8) A figura ao lado mostra a tela do simulador de ondas na corda representando uma onda produzida quando a fonte vibra com frequência igual a 80 Hz. Para essa situação, determine para a onda: A) A sua amplitude A amplitude é medida na régua. A = 10 cm Amplitude B) O seu comprimento de onda = 40 cm ou 0,40 m C) A sua velocidade de propagação v = f = 0,40 m x 80 Hz = 32 m/s

10 9) A figura abaixo mostra uma onda se propagando em uma corda. O sentido de propagação da onda é da esquerda para a direita. A direção da velocidade instantânea do ponto P da corda no momento ilustrado pela figura pode ser representada pelo vetor: a) b) c) d)

11 10)Um cilindro teve uma de suas extremidades tampada por uma membrana de borracha. A extremidade aberta foi direcionada para a chama de uma vela acesa. A figura a seguir compara duas situações: na primeira, há uma representação do que acontece quando se produz um rápido movimento em uma das extremidades de uma mola; na segunda, há uma representação do que acontece quando a membrana de borracha é puxada e abandonada rapidamente. A partir de uma comparação entre as duas situações, podemos afirmar que: a) As duas situações são similares, dado que em ambas ocorre a propagação de pulsos ondulatórios transversais. b) As duas situações são diferentes, visto que apenas na primeira ocorre a propagação de uma onda mecânica. c) As situações são diferentes, pois, apenas na segunda há transferência de energia sem transferência de matéria. d) As duas situações são similares, dado que em ambas ocorre a propagação de um pulso longitudinal.