física

Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Instituto de Física
Departamento de Física
FIS01044
UNIDADE I

Lista de Problemas
1.
Ao remar um barco, um menino produz ondas na superfície da água de um lago anteriormente plácido. Observa, então, que o barco oscila 12 vezes em 20,0 s, cada oscilação produzindo uma elevação máxima de 15,0 cm na superfície da água. Além disso, nota que uma crista de onda qualquer alcança a margem, distante 12,0 m, em 6,00 s. Quais são: (a) o período;
(b) a velocidade; (c) o comprimento de onda e (d) a amplitude da onda?
2.

Uma onda regressiva numa corda é descrita por y ( x, t ) = 2 sen 2π

t x +
,
0,40 80

com x e y expressos em cm e t em s. (a) Para t = 0 s trace y como função de x para 0 < x < 160 cm. (b) Repita a tarefa para t = 0,05 s e t = 0,1 s. (c) Segundo seus gráficos, qual é a velocidade da onda e em que sentido (+ x ou - x) a onda está se deslocando?
3.
Uma onda harmônica longitudinal percorre uma mola em espiral muito comprida, a partir de um oscilador mecânico a ela acoplado. A freqüência do oscilador é 25,0 Hz e a distância entre sucessivas rarefações na mola é 24,0 cm. (a) Ache a velocidade da onda. (b) Se o deslocamento longitudinal máximo de uma partícula da mola for 0,300 cm, e a onda se deslocar no sentido - x, descreva a equação relativa à onda. Considere a fonte localizada em x = 0 cm, e o deslocamento neste ponto em t = 0 s como nulo.
4.
Um diapasão acoplado a um fio metálico tensionado vibra a 440 Hz com amplitude de oscilação igual a 0,500 mm. O fio tem densidade linear de massa igual a 1,00×10-2 kg/m e está submetido à tensão de 1,00 kN. (a) Calcular o período e a freqüência das ondas no fio. (b) Qual é a velocidade das ondas? (c) Quais são o comprimento de onda e o número de onda? (d)
Escrever a função de onda de uma onda progressiva no fio. (e) Calcular a velocidade máxima e a aceleração máxima de um ponto no fio. (f) Qual deve ser a taxa média de fornecimento de
energia