Grátis: Uma onda sonora plana harmônica, de comprimento de onda λ, incide perpendicularmente sobre um anteparo opaco com três fendas igualmente espaçadas, ... – Questões Respondidas

Física

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Uma onda sonora plana harmônica, de comprimento de onda λ, incide perpendicularmente sobre um anteparo opaco com três fendas igualmente espaçadas, de espaçamento d >> λ. Para pontos de observação P situados a distâncias R >> d (veja a figura ao lado),
Determine as direções de observação, θ, nas quais aparecem mínimos de interferência, generalizando os resultados obtidos para duas fendas. Qual é a intensidade dos mínimos? Sugestão: Você terá que calcular a resultante de três oscilações com iguais defasagens consecutivas, δ. Use a notação complexa e a fórmula (demonstre-a!).

Aprendendo com Exercícios

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Lista 06 Ondas 2

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Quatro ondas senoidais viajam no sentido x positivo em uma mesma corda. Suas freqüências estão na razão 1:2:3:4 e suas amplitudes na razão 1:1/2:1/3:1/4, respectivamente.
Quando t = 0, em x = 0, a primeira e a terceira ondas estão 180o fora de fase com relação à segunda e terceira ondas. Faça um gráfico da forma de onda resultante quando t = 0 e discuta seu comportamento à medida que t cresce.

A equação que descreve uma onda transversal progressiva em uma corda é dada por y = 0,15 sen (0,79 x − 13 t), na qual x e y são expressos em metros e t em segundos.
(a) Qual o deslocamento em x = 2,3 m e t = 0,16 s? (b) Escreva a equação da onda que, adicionada à onda acima, produziria ondas estacionárias nessa corda. (c) Qual o deslocamento da onda estacionária resultante em = 2,3 m e t = 0,16 s ?

Suponha que uma onda estacionária seja a soma de duas ondas progressivas que viajam em sentidos opostos, mas são idênticas em todos os outros aspectos.
Mostre que a energia cinética máxima entre cada dois nós da onda estacionária é 2π2µA2 f v.

Terremotos geram ondas sonoras na Terra. Contrariamente ao que ocorre num gás, as ondas sonoras num sólido são tanto transversais (S) quanto longitudinais (P). Tipicamente, a velocidade das ondas S é de aproximadamente 4 km/s e a das ondas P, 8,2 km/s. Um sismógrafo registra as ondas S e P de um terremoto.
A primeira onda P chega 3 min antes da primeira onda S (veja a figura). A que distância ocorreu o terremoto?

O som, com freqüência de 2,09 kHz, emitido por um alto-falante, tem intensidade de 962 µW/m2 à distância de 6,11 m. Suponha que não haja reflexões e que a emissão do som seja isotrópica.
(a) Qual é a intensidade à distância de 28,5 m do alto-falante? (b) Encontre a amplitude do deslocamento a 6,11 m. (c) Calcule a amplitude de pressão à mesma distância.

O farfalhar de uma folha produz um ruído de 8,4 dB.
Determine o nível de som de uma árvore com 2,71 × 105 folhas farfalhando.

Dois trens viajam em sentidos opostos, sobre trilhos, com velocidades de mesma magnitude. Um deles vem apitando. A freqüência do apito percebida por um passageiro do outro trem varia entre os valores de 348 Hz, quando estão se aproximando, e 259 Hz, quando estão se afastando. A velocidade do som no ar é de 340 m/s.
(a) Qual é a velocidade dos trens (em km/h)? (b) Qual é a freqüência do apito?

Numa estrada de montanha, ao aproximar-se de um paredão vertical que a estrada irá contornar, um motorista vem buzinando. O eco vindo do paredão interfere com o som da buzina, produzindo 5 batimentos por segundo. Sabendo-se que a frequência da buzina é de 200 Hz e a velocidade do som no ar é de 340 m/s,
Qual é a velocidade do carro (em km/h)?

Uma fonte sonora fixa emite som de frequência ν0. O som é refletido por um objeto que se aproxima da fonte com velocidade u. O eco refletido volta para a fonte, onde interfere com as ondas que estão sendo emitidas, dando origem a batimentos, com frequência Δν.
Mostre que é possível determinar a magnitude |u| da velocidade do objeto móvel em função de Δν, ν0, e da velocidade do som v. O mesmo princípio é utilizado (com ondas eletromagnéticas em lugar de ondas sonoras) na detecção do excesso de velocidade nas estradas, com auxílio do radar.

Um avião a jato supersônico está voando a Mach 2 (o dobro da velocidade do som).
(a) Qual é o ângulo de abertura do cone de Mach? (b) 2,5 s depois de o avião ter passado diretamente acima de uma casa, a onda de choque causada pela sua passagem atinge a casa, provocando um estrondo sônico. A velocidade do som no ar é de 340 m/s. Qual é a altitude do avião em relação à casa?