Fisica Introdutoria 1 _lista07_solucao

Prévia do material em texto

Aula 06: Leis da Conservação da Energia: 
01. Uma pequena esfera suspensa por uma mola executa movimento harmônico simples 
na direção vertical. Sempre que o comprimento da mola é máximo, a esfera toca 
levemente a superfície de um líquido em um grande recipiente, gerando uma onda que 
se propaga com velocidade de 20 cm/s. Se a distância entre as cristas da onda for 5,0cm, 
qual a frequência de oscilação da esfera? 
Velocidade = 20cm/s 
Distância entre as cristas da onda(comprimento da onda) = 5,0cm 
Hzf
f
f
fv
4
5
20
520



 
 
Frequência de oscilação será de 4Hz. 
 
02. As figuras abaixo representam duas fotos sucessivas de uma corda, na qual se 
propaga uma onda. O intervalo de tempo entre as duas fotos é 0,2 s. Qual a velocidade 
de propagação dessa onda? 
 
Intervalo de tempo = 0,2s 
Comprimento da onda = 8cm 
Frequência: 
Hz
T
f 5
2,0
11

. Com isso, temos: 
scmv
v
/40
58

 
A velocidade de propagação dessa onda é de 40cm/s. 
 
 
03. Uma onda se propaga ao longo de uma corda com frequência de 60 Hz, como ilustra 
a figura. A) Qual a amplitude da onda? B) Qual o valor do comprimento de onda? C) 
Qual a velocidade de propagação dessa onda? 
 
 
 
A) Qual a amplitude da onda? 
Amplitude é o máximo deslocamento de um corpo vibratório em relação a sua 
posição normal. Como mostra a figura a baixo: 
 
Com isso, vemos na figura que a amplitude é de 10m. 
 
 
B) Qual o valor do comprimento de onda? 
Comprimento da onda é a distância entre dois pontos de uma onda que possuem a 
mesma fase, representado pela letra grega λ (lambda) como vimos no exemplo da 
figura do item 'a'. 
λ = 15m. 
 
C) Qual a velocidade de propagação dessa onda? 
smv
v
fv
m
Hzf
/60
415
15
4







 
Velocidade de propagação dessa onda é de 60m/s. 
04. A velocidade de propagação do som no ar é 340 m/s. Uma onda sonora de 
comprimento de onda no ar igual a 34 m é audível pelo homem? Justifique a sua 
resposta. 
Velocidade de propagação do som no ar = 340 m/s 
Comprimento de onda = 34 m. 
A frequência tem que está dentro da faixa de 20Hz < f > 20.000Hz, como na figura 
a baixo, na faixa verde: 
 
Hzf
f
f
fv
10
34
340
34340



 
 
A onda sonora não é audível para o homem, pois a frequência é de 10 Hz que está 
fora da faixa. 
 
05. Uma corda de 1,0 m de comprimento está fixa em suas extremidades e vibra na 
configuração estacionária conforme a figura a seguir: 
 
 
 
Conhecida a frequência de vibração igual a 1 000 Hz, qual a velocidade da onda na 
corda? 
A velocidade da onda na corda é a frequência vezes o comprimento da onda. Já 
que a corda tem 1m, pela figura dividimos em 4 partes temos o comprimento que 
será de 0,5m, então: 
smv
v
fv
/500
10005,0


 
 
A velocidade da onda na corda será de 500m/s. 
 
06. Um rapaz e uma garota estão em bordas opostas de uma lagoa de águas tranquilas. 
O rapaz, querendo comunicar-se com a garota, coloca dentro de um frasco plástico um 
bilhete e, arrolhando o frasco, coloca-o na água e lhe dá uma pequena velocidade 
inicial. A seguir, o rapaz pratica movimentos periódicos sobre a água, produzindo 
ondas que se propagam, pretendendo com isso aumentar a velocidade do frasco em 
direção à garota. Com relação a esse fato podemos afirmar (JUSTIFIQUE SUA 
RESPOSTA): 
a) Se o rapaz produzir ondas de grande amplitude, a garrafa chega à outra margem mais 
rapidamente. 
b) O tempo que a garrafa gasta para atravessar o lago dependerá de seu peso. 
c) Quanto maior a frequência das ondas, menor será o tempo de percurso até a outra 
margem. 
d) A velocidade da garrafa não varia, porque o que se transporta é a perturbação e 
não o meio. 
e) Quanto menor o comprimento de onda, maior será o aumento na velocidade da 
garrafa. 
 
 
Quando uma onda atinge certa partícula em um material, esta sofre um pequeno 
deslocamento em torno de sua posição original, mas não acompanha a onda que 
está se propagando. 
 
07. Ao vibrar, um diapasão produz uma onda sonora, que corresponde a uma certa nota 
musical. Essa onda provoca deslocamentos periódicos nas moléculas de ar a partir de 
suas posições de equilíbrio. O gráfico mostra o deslocamento médio d das moléculas, 
em nm (10 
-9
 m), em função do tempo t, em ms (10 
-3
 s). 
 
 
a. Usando informações do gráfico, DETERMINE o período dessa onda sonora. 
Período T o tempo necessário para que duas cristas (ou vales, ou quaisquer dois 
pontos em fase) consecutivas passem pelo mesmo ponto, então: 
T = 2.10
-3
s. 
b. CALCULE o comprimento de onda dessa onda sonora propagando-se no ar. 
m
vT
smv
68,0
34010.2
/340
3








 
(GABARITO: a) 2x10
-3
 s b)0,68m)