Lição de casa da aula: Ondas Transversais em Cordas Física

Nesta atividade, nós vamos praticar a relacionar a velocidade das ondas que se propagam ao longo das cordas com as dimensões das cordas e a tensão nelas.

Questão 1

Uma corda em um instrumento musical produz ondas com uma frequência de 128 Hz. Dois comprimentos de onda completos das ondas são iguais ao comprimento da corda. A massa da corda é 7,5 g.

Qual é a razão da tensão na corda pelo comprimento da corda?

Qual é a razão da velocidade das ondas na corda pelo comprimento da corda?

  • A31 s−1
  • B93 s−1
  • C120 s−1
  • D64 s−1
  • E16 s−1

Questão 2

Suponha que um comprimento de cabo possa ser suspenso logo acima do solo e se esticar por todo o mundo, exigindo um comprimento de cabo de 40‎ ‎030 km. Se o cabo tiver uma massa de 1,75 kg por metro de comprimento e se as ondas percorrerem ao longo de todo o comprimento do cabo em exatamente um dia, que tensão seria necessária no cabo?

Questão 3

Um cabo de cobre fino e um cabo de alumínio fino são ambos oscilados e as ondas se propagam ao longo deles. As ondas no cabo de cobre viajam a 33,0 m/s e as ondas no cabo de alumínio viajam a 55,0 m/s. Encontre a relação entre a tensão no cabo de cobre e a tensão no cabo de alumínio. Use um valor de 0,0149 kg/m para a densidade de massa linear do cobre e um valor de 0,00472 kg/m para a densidade de massa linear do alumínio.

Questão 4

Um pedaço de corda que tem 5,2 m de comprimento é mantida tensa numa das extremidades por uma força de 2,8 N, enquanto a outra extremidade da corda é posta a oscilar. As ondas propagam ao longo da corda a 16,6 m/s. Qual é a massa da corda?

Questão 5

Qual das seguintes fórmulas relaciona corretamente a velocidade 𝑣 de uma onda ao longo de uma corda e massa 𝑚 da corda, a tensão 𝑇 na corda e o comprimento 𝑙 da corda?

  • A𝑣=𝑚𝑙𝑇
  • B𝑣=𝑚𝑙𝑇
  • C𝑣=𝑇𝑙𝑚
  • D𝑣=𝑇𝑙𝑚
  • E𝑣=𝑇𝑚𝑙

Questão 6

Um pedaço de corda que tem 3,3 m de comprimento tem uma massa de 115 g. A corda é mantida esticada em uma extremidade por uma força de 25 N. Quando a outra extremidade da corda é feita para oscilar, as ondas se propagam ao longo da corda. A que velocidade as ondas se propagam ao longo da corda?

Questão 7

Uma corda em um instrumento musical produz ondas com uma frequência de 256 Hz. Quatro comprimentos de onda completos das ondas são iguais ao comprimento da corda. A massa da corda é 5,5 g e tem uma tensão de 16 N.

A que velocidade as ondas se propagam ao longo da corda?

Qual é o comprimento de onda das ondas na corda?

Qual é a razão entre o comprimento de onda das ondas sonoras no ar produzida pela corda e o comprimento de onda das ondas na corda se a velocidade do som no ar próximo à corda é 330 m/s?

Questão 8

Duas cordas, a corda I e a corda II, têm o mesmo comprimento e massa. As ondas se propagam ao longo de ambas as cordas, geradas por oscilações de mesma frequência. O comprimento de onda das ondas que se propagam ao longo da coluna I é duas vezes o comprimento de onda das ondas que se propagam ao longo da coluna II. Se a tensão na corda II for 24 N, qual é a tensão na corda I?

Questão 9

Um pedaço de corda que tem 1,96 m de comprimento tem uma massa de 65 g. A corda é mantida esticada em uma extremidade, enquanto a outra extremidade é feita para oscilar. As ondas se propagam ao longo da corda em 15 m/s. Quanta força é aplicada para manter a corda esticada?

Questão 10

Um cabo metálico sob uma tensão de 1‎ ‎100 N tem uma densidade de massa linear de 0,0095 kg/m. Ondas transversais com uma frequência de 24 Hz propagam-se ao longo do cabo. Quantos comprimentos de onda das ondas no cabo se propagam ao longo de 3,25 s?

Questão 11

As cordas I e II têm o mesmo comprimento e a mesma tensão exercida nelas. As cordas são postas a oscilar em simultâneo tal que as pulsações das ondas se propagam ao longo delas. Num instante de tempo 𝑡 segundos após as pulsações serem geradas, propagaram-se distâncias de 𝑑 e de 𝑑, respetivamente, ao longo das cordas.

Qual das cordas tem maior massa?

  • ACorda II
  • BCorda I

Sabendo que 𝑑=0,75𝑑, qual é a razão da massa da corda mais pesada para a massa da corda mais leve?

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