Lista 7 fisica 2 - resolução

Universidade de Brasília
Instituto de Física
Sétima Lista de Exercícios de Física II
b) Como f é inversamente proporcional a w, a frequência seria maior se w fosse menor.

Questão 1
Um homem bate com um martelo na ponta de uma barra delgada. A velocidade do som na barra é 15 vezes maior que a velocidade do som no ar. Uma mulher na outra extremidade, com o ouvido próximo da barra, escuta o som da pancada duas vezes, com um intervalo de 0, 12s; um som vem da barra e o outro vem do ar em torno da barra. Se a velocidade do som no ar é 343m/s, qual é o comprimento da barra?

Questão 3
Um monitor de pressão é montado em um ponto da trajetória de uma onda sonora de uma só frequência, propagando-se a
343m/s em um ar de massa específica uniforme 1, 21kg/m3 . A escala do eixo vertical é definida por ∆ps = 4mP a. Se a função deslocamento da onda é

Solução

s(x, t) = sm cost(kx − wt)

Seja l o comprimento da barra. O tempo de viagem do som no ar será ts l vs sendo vs a velocidade do som no ar. O tempo de viagem do som na barra será tr ts =

l tr = vr Determine: (a) sm , (b) k , (c) w. Quando o ar é resfriado, a massa específica aumenta para 1, 35kg/m3 e a velocidade da onda sonora diminui para 320m/s. A fonte emite uma onda com a mesma frequência e a mesma pressão que antes. Qual é o novo valor de (d) sm , (e) k , (f) w?
Onde o periodo T é
T = 2.0ms e a amplitude é

então

∆pm = 8.0mP a ts −r = 0, 12s
0.12
l= 1
( vs − v1 ) r l=

0.12
( v1 − 151 s ) v s

l=

Solução
a) Usando ρ = 1.21kg/m3

0.12

v = 343m/s

14
( 15vs )

temos

l = 44m

sm =

∆pn
∆pm
=
= 6, 1 × 10−9 m vρω vρ(2π/T )

b)

Questão 2

ω
2π
O som de bater palmas em um anfiteatro produz ondas que k= =
= 9, 2rad/m v vT são espalhadas por degraus de largura w = 0, 75m. O som retorna ao palco como uma série regular de pulsos, que soa c) como uma nota musical. (a) Supondo que todos os raios na
2π
ω=
= 3142rad/s ≈ 3, 1 ×