Notas De Aula 03 Fisica III 2014 02 P2

Transferência de energia através de ondas em uma corda
• Enquanto a onda se move ao longo da corda, energia é transferida de cada segmento para o seu adjacente.
• Potência é a taxa de transferência de energia.
• Considerando que o ângulo θ seja pequeno.

• Assumindo que a onda seja harmônica,

• Podemos escrever a potência transferida nesta corda,

Sabendo que,

Temos,

Potência em função da posição e do tempo

Potência média

• A energia se propaga ao longo de uma corda esticada com uma rapidez média igual à rapidez da onda v, de modo que a energia média será dada por, Energia total média em uma corda de comprimento Δx

• Exemplo 1: Uma onda harmônica, de 25 cm de comprimento de onda e
1,2 cm de amplitude, se move ao longo de um segmento de 15 m de uma corda de 60 m que tem uma massa de 320 g e sofre uma tração de 12 N.
(a) Quais são a rapidez e a frequência angular da onda? (b) Qual é a energia total média da onda?

• Respostas: (a) 47 m/s e 1200 rad/s, (b) 8,2 J.

Deslocamento

Ondas Sonoras Harmônicas
• Ondas sonoras harmônicas podem ser geradas por um diapasão ou por um auto-falante vibrando em
MHS.
• A fonte faz com que as moléculas de ar próximas a ela oscilem em MHS em torno de suas posições de equilíbrio. • Deslocamento das moléculas em relação às suas posições de equilíbrio,

Pressão

Deslocamento

• Pressão, que será também uma onda, é dada por,

• p0 é a amplitude de pressão.

• A relação entre a amplitude s0 e a amplitude p0 é dada por,

• v é a velocidade de propagação e ρ é a densidade (massa específica) do gás.

Pressão

Energia das ondas sonoras
• A energia média de uma onda sonora harmônica, em um elemento de volume será dado por, • A energia por unidade de volume é a densidade média de energia,

Ondas em três dimensões

Ondas planas tridimensionais

Ondas planas bidimensionais

Intensidade de Onda
• Se uma fonte pontual emite ondas uniformemente em todas as direções, então a energia a uma distância r da fonte é distribuída uniformemente