1. (Halliday, Resnick e Krane, Física 2, 5ª edição)Uma onda tem velocidade de 243m/s e comprimento de onda de 3,27cm. Qual a sua frequência e o seu período?
2. (Halliday, Resnick e Krane, Física 2, 5ª edição) Balançando um barco, uma criança produz ondas de superfície na água de um lago, anteriormente em repouso. Observa-se que o barco executa 12 oscilações em 30s e que uma determinada crista de onda alcança a margem, distante 15m em 5s. Obtehha: (a) a frequência, (b) a velocidade e (c) o comprimento de onda destas ondas.
3. (Halliday, Resnick e Krane, Física 2, 5ª edição) Uma onda senoidal viaja em uma corda. O tempo para que um ponto em particular movimente-se da posição de deslocamento máximo para a de deslocamento zero é de 178ms. O comprimento da onda é de 1,38m. Encontre: (a) o período, (b) a frequência e (c) a velocidade das ondas.
4. (Halliday, Resnick e Krane, Física 2, 5ª edição) A equação de uma onda transversal viajando ao longo de uma corda é dada por
y (x,t) = (2,3mm).sen[(1822rad/m).x - (588rad/s).t]
Determine (a) a amplitude, (b) a frequência, (c) a velocidade, (d) o comprimento de onda e (e) velocidade máxima de uma partícula na corda.
5. (Halliday, Resnick e Krane, Física 2, 5ª edição) A equação de uma onda transversal viajando ao longo de uma corda é dada por
y(x,t) = (6,0cm). sen[(2,0π rad/m)x + (4,0π rad/s)t]
Determine (a) a amplitude, (b) a frequência, (c) a velocidade e o sentido de propagação da onda, (d) o comprimento de onda e (e) velocidade máxima de uma partícula na corda.
6. (Halliday, Resnick e Krane, Física 2, 5ª edição) Calcule a velocidade de uma onda transversal em uma corda de comprimento 2,15m e massa 6,5g, sob uma força de 487N.
7. (Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição) Uma onda possui frequência angular de 110 rad/s e um comprimento de onda de 1,8m. Calcule (a) o número de onda e (b) a velocidade da onda.
8. (Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição, adaptada)Qual a variação na velocidade de propagação de uma onda em uma corda ao dobrar-se a tensão na corda, considerando que o seu comprimento se mantém inalterado.
9. (Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição) Uma onda senoidal de 500Hz se propaga ao longo de uma corda com velocidade de 350m/s. (a) Qual é a distância entre dois pontos na corda cuja diferença de fase é π/3rad? (b) Qual é a diferença de fase entre dois deslocamentos que ocorrem em um mesmo ponto da corda em um intervalo de 3ms?
10. (a)Mostre que a superposição de duas ondas senoidais de mesma amplitude, comprimento de onda e frequência, viajando no mesmo sentido, mas com fases diferentes gera uma nova onda senoidal com os mesmos comprimento de onda e frequência das ondas que se somaram, mas com amplitude e fase diferentes. (b) Mostre qual a relação entre as amplitudes originais e a amplitude resultante em função das amplitudes e fases originais. (c)Mostre também qual a relação entre as fases iniciais e a fase resultante em função das amplitudes e fases originais. Para quais valores de diferença de fase a amplitude da onda resultante será: (d) o dobro da amplitude das ondas originais; (e) 1,5 vezes a amplitude das ondas originais; (f) igual a amplitude das ondas originais; (g) metade da amplitude das ondas originais.
11.Mostre que a superposição de duas ondas senoidais de mesma amplitude, comprimento de onda e frequência, viajando em sentidos contrários geram uma onda estacionária.
12. Explique as características de uma onda estacionária, diferenciando-a de uma onda senoidal.
13. Quais os 4 maiores valores de comprimento de ondas estacionárias que podem ser estabelecidos em uma corda de 50 cm de comprimento fixa em ambas extremidades? Supondo que a corda esteja tensionada de forma que a velocidade de propagação das ondas na corda seja de 240m/s. A quais frequências corresponderão estes comprimentos de ondas?
14. (Halliday, Resnick e Krane, Física 2, 5ª edição) Uma corda de violino com 15cm, fixa em suas extremidades está vibrando em seu modo n=1. A velocidade das ondas nesta corda é de 250m/s e a velocidade do som no ar, 348m/s. Quais são (a) a frequência e (b) o comprimento de onda da onda sonora emitida?
15. (Halliday, Resnick e Krane, Física 2, 5ª edição) Quais são as três frequências mais baixas para ondas estacionárias em um arame de comprimento 9,88m e massa de 0,107kg tracionado com 236N?
16. (Halliday, Resnick e Krane, Física 2, 5ª edição)Um fio de 1,48m de comprimento tem massa de 8,62g e é mantido sob uma tração de 122N. O fio está sustentado rigidamente pelas duas extremidades e é posto a vibrar. Calcule (a) a velocidade das ondas no fio. (b) os comprimentos de onda das ondas estacionárias que podem se estabelecer no fio com um e dois laços e (c) as frequências das ondas determinadas no item (b).
17. (Halliday, Resnick e Krane, Física 2, 5ª edição) Uma corda de 75,6 cm é tracionada entre dois suportes fixos. Observa-se que esta apresenta frequências ressonantes de 420Hz e 315Hz e nenhuma outra entre estas (observar que existem frequências ressonantes possivelmente maiores e menores do que as citadas). (a) Qual a frequência ressonante mais baixa para essa corda? (b) Qual a velocidade de propagação de uma onda nessa corda?
18. Um violão possui uma corda de comprimento L, densidade linear D e encontra-se tracionada como uma tração T. (a) Encontre as 4 maiores frequências de ondas estacionárias emitidas por esta corda, em função das variáveis L, D e T. (b) Discuta qualitativamente os efeitos nas frequências emitidas, em caso de mudança no comprimento, densidade ou tração da corda.
19. Explique qualitativamente o que determina a nota emitida por uma corda de violão, discutindo o efeito das diferentes ações que podem modificar a nota emitida.
20. (Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição) Uma regra para encontrar sua distância de um relâmpago é contar quantos segundos se passam desde a visão do raio até se ouvir o trovão e, então, dividir o número por cinco. O resultado é, por suposição, a distância do raio em milhas. (a) Explique o funcionamento desta regra e determine o erro percentual, considerando a velocidade do som igual a 343m/s.
21. (Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição)Dois espectadores de um jogo de futebol no Montjuic Stadium veem, e um momento depois ouvem a bola ser chutada no gol. O espaço de tempo entre estes dois eventos é de 0,23 se para um e de 0,12s para o outro. As linhas entre cada espectador e o jogador fazem, entre si, um ângulo de 90º. (a) Qual a distância entre cada espectador e o jogador?(b) Qual a distância entre os espectadores?
22. (Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição) A velocidade do som em um certo metal é V. Em uma extremidade de um longo tubo deste metal, de comprimento L, se produz um som. Um ouvinte do outro lado do tubo ouve dois sons, um da onda que se propaga pelo tubo e outra da onda que se propaga pelo ar. (a) Se v é a velocidade do som no ar, qual o intervalo de tempo t entre os dois sons ouvidos? (b) Considerando v =343m/s e que o intervalo
de tempo t = 1s. qual a velocidade V do som no tubo?
23.(Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição) A frequência audível normal está entre 20Hz e 20kHz. Quais os comprimentos de onda das ondas sonoras audíveis?
24.(Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição) Dois sons diferem em nível por 1,00dB. Qual a razão entre as intensidades dos sons?
25.(Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição - Modificada) Um certo alto-falante produz um som com frequência de 2000Hz e uma intensidade de 0,960mW/m² à distância de 6,1m. Supondo que não há reflexões e que ele emite igualmente em todas as direções, determine: (a) Qual a intensidade a 30,0m do alto-falante?(b) Qual o nível de som (em dB) a 6,1m e a 30m? (c)Qual a amplitude de deslocamento a 6,1m e a 30,0m?
26.(Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição) Um certo nível de som é aumentado em 30dB. Por que número ficam multiplicados (a) sua intensidade e (b) sua amplitude?
27.(Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição)Você está parado a uma distância D de uma fonte que emite ondas sonoras de forma igual em todas as direções. Ao caminhar 50m em direção à fonte, você observa que a intensidade das ondas foi dobrada. Calcule a distância D.
28.(Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física 2, 5ª edição) Em um teste, um jato subsônico voa a uma altitude de 100m. A intensidade do som no solo, quando o jato passa exatamente acima, é de 150dB. A que altitude o jato precisa voar para que o ruído no solo não ultrapasse 120dB, o limite da sensação dolorosa?
29.(IF-UFRGS - Modificada) Uma onda regressiva em uma corda é descrita por y (x,t) = 2.sen[ 6,28.(2,5.t +0,0125x)] com x e y expressos em cm e t em s. (a) Para t=0s trace y como função de x para 0< x < 160cm. (b) Repita a tarefa para t = 0,05s e t=0,1s. (c) Segundo seus gráficos, qual é a velocidade da onda e em que sentido esta se desloca?
30.(IF-UFRGS) Duas ondas que se deslocam no mesmo sentido ao longo de uma corda têm a mesma frequência de 100 Hz, comprimento de onda e amplitude iguais a 2,00cm. As duas mantêm uma diferença de fase entre si de 60° com o decorrer do tempo. Qual a amplitude da onda resultante?
31.(IF-UFRGS) Um tubo de vidro está aberto em uma extremidade e fechado na outra por um pistão móvel. O tubo é preenchido com ar mais aquecido que o da temperatura ambiente, e um diapasão de 384Hz é mantido na extremidade aberta. A primeira ressonância é ouvida, quando o pistão está a 22,8 cm da extremidade aberta. (a) Qual é a velocidade do som neste ar aquecido? (b) A que distância da extremidade aberta estará o pistão quando for ouvida a próxima ressonância?
32.(IF-UFRGS) Quando uma das cordas de um violino vibra solta (isto é, sem ser pressionada com o braço do instrumento), ao mesmo tempo em que um diapasão vibra com uma frequência de 440Hz, ouvem-se três batimentos por segundo. Quando a tensão da corda aumenta ligeiramente, a frequência de batimentos diminui. Qual é a frequência inicial da corda do violino?
33.(IF-UFRGS) Um trem se desloca com velocidade de 30,0 m/s e o ar está calmo. A frequência da nota do apito do trem é igual a 262Hz. Qual é a frequência ouvida no interior de um trem que se move em sentido contrário ao do primeiro trem a 18,0m/s, supondo que: (a) os trens se aproximam? (b) os trens se afastam? Considere a velocidade do som igual a 340m/s.
34.(IF-UFRGS) Uma pessoa em um carro sopra um apito (soando a 440Hz). O carro está se movendo em direção a uma parede com 20,0m/s. (a) Qual a frequência do som recebido na parede? (b) Qual a frequência do som que retorna a fonte após refletir na parede?
35.(IF-UFRGS) Um morcego voa dentro de uma caverna, orientando-se mediante a utilização de bips ultrassônicos. Suponha que a emissão da frequência do morcego seja de 39.000Hz. Durante uma arremetida veloz diretamente contra a superfície plana de uma parede, o morcego deslocasse a 1/40 da velocidade do som no ar. Calcule a frequência em que o morcego ouve a onda reemitida pela parede.
36.(IF-UFRGS) Planando dentro de um poço do inferno, um diabo observa um estudante de Física despencar no poço com velocidade terminal (portanto constante). Quando o estudante passa em sua frente, ele escuta o grito da pessoa mudar de 842 para 800Hz. (a) Calcule a velocidade da queda. (b) O grito gera batimentos quando superposto ao eco proveniente do fundo poço. Calcule o número de batimentos que a própria pessoa ouve durante a queda. (c) Calcule o número de batimentos por segundo que o diabo ouve depois que o estudante passa por ele. Considere a velocidade do som no ar igual a 340m/s.
Nenhum comentário:
Postar um comentário