Fundamentos de Física 9ª Edição Vol 2 - Halliday 2 ED 9 (em cores)

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144 CAPITULO Ili
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• 1 A n1assa espcc11ica linear de tuna corda é 1.6 , 10 'kg/111.
Un1a onda trans\'ersal na cor<la é descrita pela cquaçüo
r = (0.021 111) ~en[(2.0 1n 1 ), ;- (JO s 1 )/J.
Qual é (a) a velocidade da onda e (b) a tens.ia da corda?
• 18 A corda n1ais pesada e a corda 1nais leve de u,n certo violino
tên1 tuna n1assa específica linear de 3,0 e 0,29 g/111, respectiva,nente.
Qual é a razão entre o diâ.n1etro da corda n1ais leve e o da corda 1nais
pesada. supondo que as cordas são feitas do 1nes1no material?
• 19 Qual é a velocidade de un1a onda transversal em uma corda
de 2.00 n1 de con1prin1ento e 60,0 g de n1assa sujeita a uma tensão
de 500N?
•20 A tensão e1n un1 fio preso nas duas extremidades é duplicada
sem que o co1nprin1ento do fio sofra uma variação apreciável. Qual
é a razão entre a nova e a antiga velocidade das ondas transversais
que se propagam no fio?
••21 Um fio de 100 g é mantido sob uma tensão de 250 N com
uma extremidade e1n x = O e a outra em x = 10,0 m. No instante
t = O, o pulso 1 começa a se propagar no fio a partir do ponto x =
1 O.O m. No instante t = 30,0 ms, o pulso 2 começa a se propagar
no fio a partir do ponto x = O. Em que ponto x os pulsos começam
a se superpor?
••22 Uma onda senoidal se propaga em uma corda com uma velocidade
de 40 crn/s. O deslocamento da corda em x = 1 O cm varia
com o tempo de acordo com a equação y = (5,0 cm) sen[l,O -
(4,0 s-')t]. A massa específica linear da corda é 4,0 g/cm. Qual
é (a) a frequência e (b) o comprimento de onda da onda? Se a
equação da onda é da forma y(x, t) = y., sen(k.x ::!: wt), determine
(c) Ym, (d) k, (e) w e (f) o sinal que precede w. (g) Qual é a tensão
da corda?
• •23 Uma onda transversal senoidal se propaga em uma corda no
sentido negativo de um eixo x. A Fig. 16-34 mostra um gráfico do
deslocamento em função da posição no instante t = O; a escala do
eixo y é definida por Ys = 4,0 cm. A tensão da corda é 3,6 N e a
massa específica linear é 25 gim. Determine (a) a amplitude, (b) o
comprimento de onda, (c) a velocidade da onda e (d) o período da
onda. (e) Determine a velocidade transversal máxima de uma partícula
da corda. Se a onda é da forma y(x, t) = y,,, sen(k.x ::!: wt +
cf> ), determine (f) k, (g) w, (h) cf> e (i) o sinal que precede w.
.. e
•••24 N11 1 ir , ,. ,.111.
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Corda 1
(;orda 2
1\l
Figura 16-35 Problema 24.
®
(a)
Corda 1
Corda 2\
t-""--r,::::::.
(b)
• • •25 Uma corda uniforme de massa me comprimento L está pendurada
em um teto. (a) Mostre que a velocidade de uma onda transversal
na corda é função de y, a distância da extremidade inferior,
e é dada por v = fiy. (b) Mostre que o tempo que uma onda transversal
leva para atravessar a corda é dado por t = 2.[iii.
Seção 16-7 Energia e Potência de uma Onda
Progressiva em uma Corda
•26 U
.ma cor
d
a na
'
qual ondas podem se propagar tem 2,70 rode
compnmento e 260 g de massa. A tensão da corda é 36,0 N. Qual
deve serª frequência de ondas progressivas com uma amplitude de
7 •
7 º mm para que a potência média seja 85,0 W?
••27 U d ·
, ma.on ª senoidal é produzida em uma corda com uma massa
especifica
. .
lmear de 2
,
O
g
/
m.
E
nquanto a onda se propaga, a energt
·a
cinética dos elementos de massa ao longo da corda varia. A Fig.
16-36a mostra a taxa dK!d
t com a qual a energia
.
cinética
. .
passa pe
1 0 s
- -·-->--+o
-y,
Figura 16-34 Problema 23.
20-·
1 ,
l
1
x (cm)
~ .......
~
~
R,
o 0,1 0,2
X (n1)
(a)
Figura 16-36 Proble1na 27.
~
~ .......
-~
~
Rs
o 1
I (ms)
(b)
-
2