Questão 29006
ESCOLA NAVAL 2014
Dois fios de mesmo comprimento e mesma seção reta estão soldados por uma de suas extremidades (ponto P), formando um fio composto. A massa especifica do primeiro trecho de fio é e do segundo trecho é
. O fio composto, bem esticado e fixo nas duas extremidades, é submetido a uma fonte externa de frequência variável. Observa-se assim, que ondas estacionárias são excitadas no fio. Algumas fotos foram tiradas durante a oscilaço de algumas dessas ondas.
Analise os perfis de ondas estacionárias abaixo.
Dos perfis exibidos acima, quais podem pertencer à coleção de fotos a que se refere o parágrafo acima?
Somente o perfil I.
Somente o perfil II.
Somente o perfil III.
Os perfis I e IV.
Os perfis I, II e IV.
Gabarito:
Os perfis I, II e IV.
Resolução:
[E]
Sabe-se que, independente da massa específica do fio, a frequência das duas ondas será a mesma, pois a fonte que os faz oscilar é a mesma. Assim,
A velocidade da onda em uma corda é dada por . Substituindo na equação anterior,
Analisando cada uma das ondas nas alternativas:
[I] CORRETA. No trecho 2, existem 2,5 comprimentos de onda em um comprimento L, logo:
Utilizando a relação entre os comprimentos de onda,
Analisando o trecho 1, verifica-se que tem 1,5 comprimentos de onda.
[II] CORRETA. No trecho 1, existem 3,0 comprimentos de onda em um comprimento L, logo:
Utilizando a relação entre os comprimentos de onda,
Analisando o trecho 2, verifica-se que tem 5 comrpimentos de onda.
[III] INCORRETA. No trecho 1, existem 2,0 comprimentos de onda em um comrpimento L, logo:
Utilizando a relação entre os comprimentos de onda,
Analisando o trecho 2, verifica-se que tem 4,0 comprimentos de onda o que nos daria um . Logo a alternativa é incorreta.
[IV] CORRETA. Quando a frequência da fonte for nula, os fios estarão de acordo com a figura.