f228_l6sol_1s2010

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<p>F 228 – Primeiro semestre de 2010 – Lista 6 – Ondas II</p><p>1) Basicamente, os terremotos são ondas sonoras que se propagam através da Terra. Elas</p><p>são chamadas de ondas sísmicas longitudinais e transversais. Essas ondas se propagam</p><p>com velocidades diferentes. A velocidade das ondas longitudinais, chamadas de ondas</p><p>P, é 8000 m/s. As ondas transversais, chamadas ondas S, se propagam com uma</p><p>velocidade menor: 4500 m/s. Um sismógrafo registra as duas ondas provenientes de um</p><p>terremoto distante. Se a onda S chega 2,0 min após a onda P, a que distância do</p><p>aparelho ocorreu o terremoto? Pode-se considerar que as ondas se propaguem em linhas</p><p>retas, embora as ondas sísmicas reias sigam rotas mais complexas.</p><p>2) Uma onda sonora senoidal é descrita pelo deslocamento</p><p>a) Encontre a amplitude, o comprimento de onda e a velocidade dessa onda.</p><p>b) Determine o deslocamento instantâneo de um elemento do ar na posição x = 0,050 m</p><p>em t = 3,00 ms.</p><p>c) Determine a velocidade máxima do movimento oscilatório de um elemento.</p><p>3) Um diapasão gera ondas sonoras com uma freqüência de 246 Hz. As ondas propagam-</p><p>se em sentidos opostos ao longo de um corredor, são refletidas por paredes nas</p><p>extremidades e retornam. O corredor tem 47,0 m de comprimento e o diapasão está</p><p>posicionado a 14,0 m de uma extremidade. Qual é a diferença de fase entre as ondas</p><p>refletidas quando se encontram no diapasão?</p><p>4) Um alto-falante de um aparelho de som emite 1 W de potência sonora na freqüência 100</p><p>Hz. Admitindo que o som se distribui uniformemente em todas as direções, determine,</p><p>num ponto situado a 2 m de distância do alto-falante:</p><p>a) o nível sonoro em db;</p><p>b) a amplitude de pressão;</p><p>c) a amplitude de deslocamento. Tome a densidade do ar como 1,3 kg/m</p><p>3</p><p>.</p><p>d) A que distância do alto-falante o nível sonoro estaria 10 db abaixo do calculado em (a)?</p><p>5) Duas ondas senoidais que se combinam em um meio são descritas pelas funções de</p><p>onda:</p><p>e ,</p><p>onde x está em centímetros e t em segundos. Determine o deslocamento máximo do</p><p>movimento em:</p><p>a) x = 0,250 cm;</p><p>b) x = 0,500 cm;</p><p>c) e x = 1,50 cm.</p><p>d) Encontre os três menores valores de x que correspondem aos antinodos.</p><p>6) A freqüência fundamental de um tubo de órgão aberto corresponde a um Dó médio</p><p>(261,6 Hz na escala musical cromática). A terceira ressonância de um tubo de órgão</p><p>fechado tem a mesma freqüência. Quais são os comprimentos dos dois tubos?</p><p>7) Um diapasão com uma freqüência de 512 Hz é colocado perto do alto do tubo mostrado</p><p>na figura abaixo. O nível de água é abaixado de modo que o comprimento L aumenta</p><p>lentamente a partir de um valor inicial de 20,0 cm. Determine os dois valores seguintes</p><p>de L que correspondem aos modos ressonantes.</p><p>8) Um flautista escuta quatro batimentos por segundo quando compara a sua nota com a</p><p>nota emitida por um diapasão de 523 Hz (o que corresponde à nota Dó). Ele consegue</p><p>igualar sua freqüência à freqüência do diapasão puxando o “bocal de afinação” de modo</p><p>a aumentar ligeiramente o comprimento da flauta. Qual era a freqüência inicial emitida</p><p>pela flauta?</p><p>9) Dois trens viajam em sentidos opostos, sobre trilhos, com velocidades de mesma</p><p>magnitude. Um deles vem apitando. A freqüência do apito percebida por um passageiro</p><p>do outro trem varia entre os valores de 348 Hz, quando estão se aproximando, e 259 Hz,</p><p>quando estão se afastando.</p><p>a) Qual é a velocidade dos trens (em km/h)?</p><p>b) Qual é a freqüência do apito?</p><p>10) Uma sirene montada no telhado de um quartel de bombeiros emite som a uma</p><p>freqüência de 900 Hz. Um vento constante está soprando com velocidade de 15,0 m/s.</p><p>Considerando que a velocidade do som no ar calmo é de 343 m/s, encontre o</p><p>comprimento de onda do som da sirene</p><p>a) contra o vento e b) a favor do vento.</p><p>Os bombeiros voluntários estão se aproximando da sirene por várias direções a 15,0</p><p>m/s. Qual freqüência um bombeiro escuta se</p><p>c) ele ou ela está se aproximando de uma posição contra o vento, ou seja, está se movendo</p><p>na direção em que o vento está soprando?</p><p>d) Se ele ou ela está se movendo a partir de uma posição a favor do vento e movendo-se</p><p>contra o vento?</p>