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F 105 - Física da Fala e da Audição
Prof. Marcelo Knobel
Guia de Estudos
1) Uma onda viajante é descrita pela equação:
 
y(x,t) = (0,003).cos( 20 x + 200 t )
 
onde y e x são medidos em metros e t em segundos. (a) Em que sentido essa onda está viajando? Calcule ainda as seguintes quantidades físicas: (b) número de onda, (c) comprimento de onda, (d) freqüência angular, (e) freqüência, (f) período, (g) velocidade da onda, (h) amplitude. (i) Faça um gráfico da energia potencial elástica, energia cinética e energia total em função do tempo, para x=1 m.
2) Suponha que a mola da figura ao lado seja esticada duas vezes mais do que mostra a figura (x=2A). O que acontece com: (a) a energia do sistema?(b) a velocidade máxima? (c) a aceleração máxima?
3) Suponha agora que a mola da figura ao lado se estique 15,0 cm quando uma massa de 300 g é pendurada nela na vertical. Determine:
(a) a constante elástica da mola k.
Se a mola é novamente colocada na horizontal e é esticada 10 cm de sua posição de equilíbrio e depois solta, calcule:
(b) a ampliude da oscilação A.
(c) a velocidade máxima v0.
(d) A magnitude da velocidade v quando a massa se encontra a uma distância x=5 cm do equilírio
(e) A magnitude da aceleração máxima da massa.
4)Um pequeno inseto de massa m=0,3 g é pego por uma teia de aranha de massa desprezível. Essa teia então vibra com frequência de 15 Hz. (a) Estime o valor da constante elástica k da teia. (b) a que frequência você esperaria que a teia vibrasse se um inseto de massa m=0,1 g fosse pego?
5) Vamos supor que podemos modelar o tímpano como um sistema harmônico simples do tipo massa-mola. Um indivíduo com audição perfeita perceberá sem probemas um determinado tom puro de frequência f (ou seja, ele notará a altura, pitch, do som corretamente). Entretanto, se ele tiver uma rolha de cera, a massa efetiva do sistema auditivo aumentará. O que acontecerá com a percepção da altura nesse caso? O sujeito perceberá o som mais grave ou mais agudo? (dica: calcule f1 para m1>m). Já no caso de calcificação da membrana tímpânica, o que de fato acontece é um enrejecimento, que efetivamente provoca um aumento na constante elástica efetiva do sistema. O que acontecerá nesse caso com a percepção do som? 
6) O cone de um alto-falante vibra seguindo um movimento harmônico simples com uma frequência de 262 Hz. A amplitude da vibração no centro do cone é A=1,5×10-4 m, e, em t=0 s, x=A. (a) Qual é a equação que descreve o movimento do centro do cone? (b) Faça um gráfico da posição do centro do cone em função do tempo. (c) Qual é a velocidade e a aceleração máxima? (d) Qual é a posição do centro do cone em t=1 ms?
7) Um pêndulo faz 36 vibrações em 50 segundos. Qual é (a) o seu período? (b) a sua frequência?
8) Se um pêndulo simples de comprimento L=1,5 m realiza 72,0 oscilações em três minutos, qual é a aceleração da gravidade nesse local?
x=A
x=0
x=-A
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