Uma corda elástica de 0,8g/cm3 de densidade e seção transversal de 0,5 cm2 é submetida à tensão de 100N. Em um extremo da corda, existe uma fonte que gera pulsos com frequência de 2000Hz. Nesse contexto, é correto afirmar que o comprimento do pulso que se propaga pela corda será de:
A. 0,25m.
B. 2,5m.
C. 0,025m.
D. 1m
E. 0,045m
Ed
mês passado
Para determinar o comprimento do pulso que se propaga pela corda, precisamos usar a fórmula da velocidade de propagação de ondas em uma corda, que é dada por: \[ v = \sqrt{\frac{T}{\mu}} \] onde: - \( v \) é a velocidade da onda, - \( T \) é a tensão na corda (100 N), - \( \mu \) é a densidade linear da corda, que pode ser calculada como: \[ \mu = \text{densidade} \times \text{área da seção transversal} \] A densidade da corda é 0,8 g/cm³, que precisamos converter para kg/m³: \[ 0,8 \, \text{g/cm}^3 = 800 \, \text{kg/m}^3 \] A área da seção transversal é 0,5 cm², que também precisamos converter para m²: \[ 0,5 \, \text{cm}^2 = 0,5 \times 10^{-4} \, \text{m}^2 = 5 \times 10^{-5} \, \text{m}^2 \] Agora, calculamos \( \mu \): \[ \mu = 800 \, \text{kg/m}^3 \times 5 \times 10^{-5} \, \text{m}^2 = 0,04 \, \text{kg/m} \] Agora, substituímos \( T \) e \( \mu \) na fórmula da velocidade: \[ v = \sqrt{\frac{100 \, \text{N}}{0,04 \, \text{kg/m}}} = \sqrt{2500} = 50 \, \text{m/s} \] Agora, para encontrar o comprimento do pulso, usamos a relação entre a velocidade, a frequência e o comprimento de onda: \[ v = f \cdot \lambda \] onde \( f \) é a frequência (2000 Hz) e \( \lambda \) é o comprimento de onda. Rearranjando a fórmula para encontrar \( \lambda \): \[ \lambda = \frac{v}{f} = \frac{50 \, \text{m/s}}{2000 \, \text{Hz}} = 0,025 \, \text{m} \] Portanto, o comprimento do pulso que se propaga pela corda é: C. 0,025m.