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Questão 13

ITA 2004
Física

(ITA - 2004 - 1a Fase) Na figura, F1 e F2 são fontes sonoras idênticas que emitem, em fase, ondas de frequência f e comprimento de onda small lambda. A distância d entre as fontes é igual a 3small lambda. Pode-se então afirmar que a menor distância não nula, tomada a partir de F2, ao longo do eixo x, para a qual ocorre interferência construtiva, é igual a

A

4small lambda/5

B

5small lambda/4

C

3small lambda/2

D

2small lambda

E

4small lambda

Gabarito:

5small lambda/4



Resolução:

Para que aconteça a interferência construtiva, a diferença de caminho deve ser múltiplo inteiro do comprimento de onda.

Pegando um ponto genérico na imagem temos:

Queremos o menor comprimento do segmento azul.

Por pitágoras: overline{F_1P}^2= 9lambda^2 +overline{F_2P}^2 (1).

overline{F_1P} - overline{F_2P} = nlambda (2).

Relacionando as duas expressões obtemos:

overline{F_1P} + overline{F_2P} = frac{9lambda}{n} (3).

Fazendo 3 - 2:

overline{F_2P} = frac{lambda}{2}cdot (frac{9}{n} - n)

Vamos testar alguns valores de n:

Se n = 1, o segmento que analisamos terá valor 4small lambda.

Se n = 2, o segmento terá valor 5small lambda/4.

Se n = 3, o segmento teria comprimento nulo.

Se n >3, o segmento teria comprimento negativo, o que não convém.

Portanto, o menor valor para o seguinto acontece para o caso n = 2, e o valor é 5small lambda/4.

 

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