sábado, 5 de agosto de 2017

ITA - 2017 - Questão 19

Uma onda harmônica propaga-se para a direita com velocidade constante em uma corda de densidade linear μ= 0,4 g/cm. A figura mostra duas fotos da corda, uma num instante t= 0 s e a outra no instante t = 0,5 s. Considere as seguintes afirmativas:

I.A velocidade mínima do ponto P da corda é de 3 m/s.

II. O ponto P realiza um movimento oscilatório com período de 0,4 s.

III. A corda está submetida a uma tensão de 0,36 N.

Assinale a(s) afirmativa(s) possível(possíveis) para o movimento da onda na corda
A ( ) I.
B ( ) II.
C ( ) III.
D ( ) I e II.
E ( ) II e III.

Resolução:
Vemos pela figura que
I - O ponto P está oscilando na direção vertical, o que significa que ela sobe, para e desce. Assim sua velocidade mínima é zero pois para mudar o sentido (descer e subir) ela pára brevemente.
Item errado.A velocidade de uma onda é dada por
Item incorreto.

II -   Na figura abaixo vemos que no intervalo de tempo de 0,5 s o ponto viajou um quarto do comprimento de onda, assim um quarto do período.
 
Assim podemos entender que o movimento se repetirá
onde n é um número inteiro que podemos aferir 1, assim sendo:
Item correto.
III - A tenção na corda pode ser obtida a partir da velocidade na corda:
                                                  
onda T é a tensão e M é a densidade  linear da corda.
Assim
                                          
Mas antes é necessário colocar a densidade linear em unidades do SI:
A tensão vale, então:
Item correto.
Resposta: (E)