Lista - Ondas

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DISCIPLINA – FÍSICA ONDAS E CALOR
PROF – SÉRGIO BORGES
CURSO – ENGENHARIAS 
ONDAS – 2012 - 2
1 a) – Uma onda senoidal que se desloca no sentido positivo de x tem uma amplitude de 15,0cm, um, comprimento de onda de 40,0cm e uma freqüência de 60,0Hz. O deslocamento vertical do meio em t = 0s e x = 0 também é 15,0cm, como mostrado na figura abaixo.
a) Encontre o número de onda, o período, a freqüência angular e a velocidade da onda..
 Determine a constante de fase Ǿ e escreva uma expressão geral para a função de onda.
 1 b) Mostre que y(x,t) = YM sen(Kx –Wt) pode ser reescrito nas seguintes formas alternativas, 
Resp = Discussão em classe 
2 - A equação de uma onda transversal se propagando em uma corda é dada por:
y(x,t) = (2,0) cos[(1,0)x - (20)t]
a) Ache a amplitude, frequência, velocidade e comprimento de onda.
b) Ache a velocidade escalar máxima de uma partícula da corda.
c) Escreva a equação para uma onda se propagando no sentido NEGATIVO do eixo (x) e que tenha uma amplitude de 0,02m, uma frequência de 150Hz e uma velocidade de 300m/s.
 
 
Resp = Discussão em classe.
3 - A tensão num fio preso em ambos os extremos é QUADRUPLICADA sem que haja qualquer mudança considerável em seu comprimento. Qual é a razão entre as velocidades das ondas transversais nesse fio, antes e depois do aumento de tensão?
b) Ondas transversais se deslocam a uma velocidade de 40m/s em uma corda submetida a uma tensão de 12,0N. Qual tensão é necessária para uma velocidade de onda de 80,0m/s na mesma corda?
c) Violonistas sabem que, antes de um concerto, devem-se tocar um pouco de violão e ajustar suas cordas porque, após alguns minutos de execução, as cordas se aquecem e cedem ligeiramente. Como esse pequeno afrouxamento afeta as freqüências de ressonância das cordas? 
Resp = Discussão em classe.
4 - A densidade linear de uma corda vibrante é 1,6x10² kg/m. Uma onda transversal se propaga na corda e é descrita pela seguinte equação:
y(x,t) = (0,5) cos[(20,0)x + (3,0)t]
a) Qual é a velocidade da onda?
b) Qual é a tensão na corda?
Resp = Discussão em classe.
5 - Na figura à seguir a corda 1 tem uma densidade linear µ1 = 6,0g/m e a corda 2 tem uma densidade linear µ2 = 8,0g/m . Elas estão sob tensão devido a um bloco suspenso de massa M = 1,0Kg . Calcule a velocidade da onda em cada corda.
 
b) – Uma das extremidades de uma corda de náilon está presa a uma superfície no topo de um poço vertical de uma mina com profundidade igual a 80,0m. A corda foi e4sticada pela ação do peso de uma caixa de minérios com massa igual a 2,0Kg presa na extremidade inferior da corda. A massa da corda é igual a 2,0Kg. Um geólogo no fundo da mina, balançando a corda lentamente, envia um sinal para seu colega que está no topo das mina. Qual é a velocidade da onda transversal que se propaga na corda? Sabendo-se que um ponto da corda executa um MHS com freqüência igual a 2,00Hz, qual é o comprimento de onda da corda? 
Resp = Discussão em classe.
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6 - Duas ondas idênticas que se propagam, deslocando-se no mesmo sentido, têm uma diferença de fase de Π/4rad . Qual é a amplitude da onda resultante em termos da amplitude comum yM das duas ondas?
Resp = Discussão em classe.
7 – A potência P1 é transmitida por uma onda de freqüência f1 numa corda sob tensão T1. Qual é a potência transmitida P2 em termos de P1, se:
A tensão na corda for aumentada de 8 vezes
Se a freqüência for reduzida a UM QUARTO.
Resp = Discussão em classe.
8 - Duas ondas senoidais com amplitudes e comprimentos de onda idênticos se propagam em sentidos contrários ao longo de uma corda, com velocidade escalar de 10cm/s . Se o intervalo de tempo entre os instantes em que a corda fica retilínea é 0,50s , quais os seus comprimentos de onda?
 
Resp = Discussão em classe.
9) Duas ondas senoidais com amplitudes e comprimentos de onda idênticos propagam –se no mesmo sentido ao longo de uma corda,, interferem entre si. A amplitude das ondas é 9,8mm e a diferença de fase entre elas é de 100˚. Qual a amplitude da onda resultante e qual o tipo de interferência? 
Resp = Discussão em classe.
10 – Uma corda de violão, de náilon, tem densidade linear de 7,4g/m e está sob uma tensão igual a 160N. Os suportes fixos estão distanciados de 90cm. A corda está oscilando de acordo com o padrão de onda estacionária mostrado na fig. abaixo. Calcule: 
a) A velocidade escalar.
b) O comprimento de onda.
c) A freqüência das ondas cuja superposição origina essa onda estacionária.
d) Uma corda de 120cm de comprimento é esticada entre suportes fixos. Quais são os três comprimentos de onda mais longos possíveis para ondas estacionárias nessa corda? Esboce as ondas estacionárias correspondentes. 
Resp = Discussão em classe.
11 – Uma fonte S e um detector de ondas de rádio D estão localizados ao nível do solo a uma distância d , confirme a figura à seguir. Ondas de rádio de comprimento γ chegam a D , pelo caminho direto ou por reflexão numa certa camada da atmosfera. Quando a camada está numa altura H , as duas ondas chegam em D exatamente em fase. À medida que a camada sobe, a diferença de fase entre as duas ondas muda, gradualmente, até estarem exatamente fora de fase para uma alturade camada H + h . Expresse o comprimento de onda em termos de d , h e H .
Resp = Discussão em classe.
12 - Dois alto falantes separados pela distância de 3,0m são excitados em fase pelo mesmo oscilador (fig. abaixo). Um ouvinte está originalmente no ponto (O), posicionado a 8,0m do centro da linha que conecta os dois alto – falantes. O ouvinte move-se então para o ponto (P), que está a uma distância perpendicular de 0,350m de (O) antes de alcançar primeiro cancelamento das ondas, tendo por resultado um mínimo de intensidade sonora. Qual o valor da freqüência do oscilador?
b) Duas ondas propagam-se no mesmo sentido ao longo de uma corda esticada. As ondas estão defasadas de Π/2. Cada onda tem uma amplitude de 4,0cm. Encontre a amplitude da onda resultante.
13 – Um detector de movimento, em repouso, envia ondas sonoras de 0,29MHz na direção de um caminhão que se aproxima a 50m/s. Qual a freqüência das ondas refletidas de volta ao detector? 
Resp = Discussão em classe.
14 – O ruído de 18000Hz das turbinas de um avião, deslocando-se a 200m/s, é ouvido com que freqüência pelo piloto de um segundo avião, tentando ultrapassar o primeiro a uma velocidade de 300m/s.
Resp = Discussão em classe.
15 – Uma sirene de freqüência 2000Hz e um funcionário da defesa civil estão em repouso em relação ao solo. Que freqüência o funcionário ouve se o vento esta soprando a 12m/s.
Da fonte para o funcionário.
Do funcionário para a fonte.
Resp = Discussão em classe.
16 - Um submarino francês e um submarino norte-americano movem-se um em direção ao outro, durante manobras em águas paradas no Atlântico Norte. O submarino francês move-se a 60,0km/h e o submarino americano a 80,0km/h . O submarino norte – americano envia um sinal de sonar (onda sonora na água) a 1.000Hz . As ondas de sonar se propagam a uma velocidade de 5470km/h .
a) Qual a freqüência do sinal quando detectado pelo submarino francês?
b) Qual a freqüência detectada pelo submarino norte americano do sinal refletido de volta
Resp = Discussão em classe.
17 - Um morcego está voando rapidamente sem ficar em um lugar por muito tempo em uma caverna, navegando por meio de pulsos sonoros ultra-sônicos. Suponha que a frequência de emissão sonora do morcego seja de 39.000Hz. Durante uma rápida arremetida em direção à uma superfície de uma parede plana, o morcego está se movendo a 0,025 a velocidade do som. Que frequência o morcego escuta refletida pela parede?
Resp = 40989Hz.