1) O deslocamento de uma onda progressiva em uma corda esticada é (em unidades do SI)
a)
b)
c)
d)
Quais são a velocidade e a direção de deslocamento da onda?
Qual é o deslocamento vertical da corda em t=0, x=0,100 m?
Quais são o comprimento de onda e a freqüência da onda?
Qual é o valor máximo da velocidade transversal da corda?
2) Uma onda s enoidal transversal em uma corda tem um período T = 25,0 ms e se desloca no
sentido negativo de x com uma velocidade de 30,0 m/s. Em t=0, uma partícula da corda em x = 0
tem um deslocamento de 2,00 cm e está se deslocando para baixo com um a velocidade de 2,00
m/s.
a) Qual é a amplitude da onda?
b) Qual é o ângulo de fase inicial?
c) Qual é a velocidade transversal máxima da corda?
d) Escreva a equação para esta onda.
3) Uma corda uni forme de 20 m de comprimento e massa 2 kg, está esticada sob uma tens ão de 10
N. Faz-se oscilar transversalmente uma extremidade da corda, com amplitude de 3 cm e
freqüência de 5 oscilações por segundo. O deslocamento inicial da extremidade é de 1,5 cm para
cima.
a) Ache a velocidade de propagação v e o comprimento de onda ë da onda progressiva gerada na
corda.
b) Escreva, como função do tempo, o deslocamento transversal y de um ponto da corda situado à
distância x da extremidade que se faz oscilar, após ser atingido pela onda e ant es que ela chegue
à outra extremidade.
4) A figura abaixo é um gráfico do deslocamento do ponto x = 0 m, de uma onda propagando-se a
4,0 m/s no sentido positivo do eixo x.
a) Qual é o comprimento de onda correspondente?
b) Qual é a constante de fase da onda?
c) Escreva a equação para esta onda.
5) Um astronauta na Lua deseja medi r o valor local de g cronometrando os pulsos que se deslocam
através de um fio, fixo em sua extremidade superior, que tem uma grande massa suspensa por
ele. Suponha que o fio tem massa de 4,00 g e comprimento de 1,60 m e que um corpo de 3,00 kg
está pendurado nele. Um pulso precisa de 36,1 ms para at ravess a o comprimento do fio. Calcule
o valor de glua a partir desses dados. (Você pode desprezar a massa do fio ao calcular a tensão
nele.)
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6) Duas ondas transvers ais de mesma freqüência f = 100 s-1 são produzidas num fio de aço de 1 mm
de diâmetro e densidade 8 g/cm3 , submetido a uma tensão T = 500 N. As ondas são dadas pelas
equações
onde A = 2 mm.
a)
Escreva a expressão da onda harmônica progressiva resultante da superposição dessas duas
ondas.
b) Calcule a potência média desta onda resultante.
c) Se fizermos variar a di ferença de fase entre as duas ondas, qual é a razão entre os valores
máximo e mínimo possíveis da potência média resultante?
7) O gerador de microondas ilustrado na figura abaixo pode produzir microondas em qualquer
freqüência na faixa que vai de 10 GHz a 20 GHz. Através de um pequeno orifício, as microondas
são enviadas para uma “ cavidade ressonante” que consiste de um cilindro de 10 cm de
comprimento com extremidades refl etivas.
a) Que freqüências criarão ondas estacionári as na cavidade de ressonânci a?
b) Para quais dessas freqüências o ponto intermediário da cavidade será um antinodo?
8) Uma corda de violão com densidade linear de 2,0 g/m está esticada entre suportes s eparados por
60 cm. Observa-se que a corda form a uma onda estacionária com três antinodos quando é tocada
e emite uma freqüênci a de 420 Hz. Quais são:
a) a freqüência do quinto harmônico da corda?
b) a tensão na mesma?
9) Duas ondas se propagam em uma corda a 100 m/s em sentidos opostos. A figura abaixo mostra o
gráfico da corda para t = 0 s, quando as duas ondas estão superpostas, e um gráfico da onda se
propagando para a esquerda correspondent e ao instante t = 0,050 s. Desenhe o gráfi co da onda
que se propaga para a direita para o instante t = 0,050 s.
10) Ondas senoidais de amplitude de 5,00 cm devem ser transmitidas ao longo de uma corda que
tenha uma densidade linear de massa igual a 4,00 x 10-2 kg/m. Se a fonte puder fornecer uma
potência máxima de 300 W e a corda estiver sob uma tens ão de 100 N, qual é a freqüência
vibratória mais elevada na qual a fonte pode operar?
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