LISTA 03

Prévia do material em texto

FIS700 - Prof. Everaldo Arashiro 
http://everaldoarashiro.multiply.com/ 
Lista 04 
 
 
1) Dê uma explicação qualitativa de por que a velocidade do som no 
chumbo é menor do que no cobre. 
 
2) Para obedecer requisitos legais, um fabricante desenhou seus carros 
com um ruído máximo de 80dB, correspondente ao limite legal. Um teste 
na estrada com desses carros revelou que o ruído máximo era de 90dB. 
O fabricante afirma que a diferença entre a intensidade medida e o limite 
legal é desprezível. Calcule o aumento na intensidade do ruído e verifique 
a afirmação do fabricante. 
 
3) Um alto-falante de 50 dB é associado a outro de 50dB. Qual a 
intensidade sonora resultante? É necessário calcular as intensidades I 
em w.m-2 de cada auto-falante, para aplicar a fórmula decibélica à soma 
obtida. 
 
4) A velocidade do som no ar a 20oC é de 340m/s. 
a) Qual o comprimento de onda de um som cuja freqüência é 32 Hz e que 
corresponde à nota mais grave em um tubo de órgão de tamanho médio? 
Resp.: 10,62 m. 
b) Qual a freqüência de uma onda cujo comprimento de onda é de 
122cm, correspondendo aproximadamente ao ré acima do dó médio no 
piano? Resp.: 279 Hz. 
 
5) A figura ao lado 
mostra uma corda 
tencionada no instante 
 t = 0. Dois pulsos 
movem-se em direções 
opostas com velocidade 
de 1 cm/s. Faça um 
gráfico das formas da 
corda nos instantes: 
a) 1,0 s 
b) 2,0 s 
c) 3,0 s. 
 
 
 
6) Quando a tensão em uma corda é de 120N, a velocidade um pulso é 
130m/s. Qual é a velocidade do pulso quando a tensão é 200 N? 
 
7) A figura ao lado 
mostra uma onda 
senoidal 
propagando-se em 
uma corda; a curva 
sólida representa a 
forma da corda no 
instante t = 0, a 
curva tracejada 
representa a forma 
da corda no 
instante t = 0,1s. 
Determine: 
 
a) a amplitude 
b) o comprimento de onda, 
c) a velocidade 
d) a freqüência 
e) o período da onda. 
 
 
8) Em t = 0, a equação de uma onda senoidal é y = 0,2sen(0,5x). Onde 
y e x são dados em cm. Para essa onda, calcule: 
a) a amplitude, 
b) o comprimento de onda, 
c) o deslocamento para x = 0,50 cm 
d) desenhe essa onda no intervalo de 0 cm a 2 cm 
e) se essa onda se deslocar para a direita com velocidade de 50 cm/s, 
calcule seu deslocamento vertical para x = 0,66cm no instante t = 6,6 ms, 
f) repita o item (e) para t=40ms e x = 0,5cm. 
 
 
9) Uma extremidade de uma corda é ligada a uma parede. A outra 
extremidade passa sobre uma polia pequena que está a 5,00m de 
distância da parede e unida a uma massa suspensa de 4,00kg. Se a 
corda for excitada, qual é a freqüência fundamental de vibração? A 
parcela da corda que vibra transversalmente tem uma massa de 8,00g. 
Resp.: 15,7 Hz. 
 
 
10) Uma corda vibrando que tem uma densidade de massa linear 
uniforme exibe um padrão de onda estacionária com uma única volta com 
uma freqüência de 800Hz. 
a) Se a tensão na corda for alterada para reduzir a freqüência 
fundamental a 500 Hz, determine a razão entre a tensão nova e a antiga. 
Resp.: 0,391 
b) Alternativamente, se a tensão original na corda for aumentada por um 
fator de 4, determine a nova freqüência fundamental. Resp.: 1,60kHz 
 
 
11) No arranjo mostrado abaixo, um corpo pode ser pendurado em uma 
corda (com densidade de massa linear =0,002kg/m) que passa sobre 
uma polia leve. A corda é conectada com um vibrador (de freqüência 
constante f), sendo o comprimento da corda entre o ponto P e a polia 
L=2,00m. Quando a massa m é 16,0kg ou 25,0kg, ondas estacionárias 
são observadas; entretanto, nenhuma onda estacionária é observada 
com qualquer massa entre esses valores. 
a) Qual é a freqüência do vibrador? (Dica: Quanto maior a tensão na 
corda, menor é o número de nodos na onda estacionária.). Resp.: 350Hz 
b) Qual é a maior massa com a qual ondas estacionárias podem ser 
observadas? Resp.: 400kg. 
 
 
 
12) Um padrão de onda estacionária é observado em um fio fino com um 
comprimento de 3,00m. A equação da onda é 
 
onde x está em metros e t está em segundos. 
a) Quantas voltas exibe esse padrão? Resp.: 3 voltas 
b) Qual é a freqüência fundamental de vibração do fio? Resp.: 16,7 Hz 
c) Se a freqüência original for mantida constante e a tensão no fio for 
aumentada por um fator de 9, quantas voltas estarão presentes no 
padrão novo? Resp.: 1 volta. 
 
 
 
13) O comprimento total de um flautim é 32,0cm. A coluna de ar 
ressonante vibra da mesma maneira que um tubo aberto nas duas 
extremidades. 
a) Encontre a freqüência de nota mais baixa que um flautim pode tocar, 
supondo que a velocidade de som no ar é 340m/s. Resp.: 531 Hz 
b) Abrir furos no lado encurta efetivamente o comprimento da coluna 
ressonante. Se a nota mais elevada que um flautim pode tocar é 4000Hz, 
encontre a distância entre os antinodos adjacentes para esse modo da 
vibração. Resp.: 42,5 mm 
 
 
14) Calcule o comprimento de um tubo que tenha uma freqüência 
fundamental de 240 Hz se o tubo for 
a) fechado um uma extremidade. Resp.: 0,357 m 
b) aberto nas duas extremidades. Resp.: 0,715 m 
 
 
15) Um tubo que é aberto nas duas extremidades tem uma freqüência 
fundamental de 300 Hz quando a velocidade do som no ar é 333m/s. 
a) Qual é o comprimento do tubo? Resp.: 0,555 m 
b)Qual é a freqüência do segundo harmônico quando a temperatura do ar 
é aumentada de modo que a velocidade do som no tubo seja 344m/s? 
Resp.: 620 Hz 
 
16) Determine a absorção A a uma freqüência de 1000 Hz de uma sala 
de 5 m de largura, 5 m de comprimento e 4 m de altura cujas paredes são 
de concreto pintado, piso de pedra e teto de argamassa. 
Resp.: A = 7.1 m2 ou 7.1 sabins 
 
17) Determine a absorção para a mesma sala se o teto for coberto com 
telhas acústicas e o piso for coberto por carpete. 
Resp.: A = 35.25 sabins 
 
18) Determine o tempo de reverberação a 500 Hz para uma sala de 20 m 
de comprimento, 15 m de largura e 8 m de altura, cujas paredes são de 
concreto, o teto é de argamassa e o piso é de carpete no concreto. 
Resposta: 4.5 s 
 
19) Determine o tempo de reverberação da mesma sala a 2000 Hz. 
Determine-o também com 200 assentos na sala, metade deles ocupados. 
O coeficiente de absorção da cadeira desocupada é a = 0.43, e o da 
cadeira ocupada, a = 0.61. 
Respostas: 1.9 s e 1.1 s