Semana 17 Física

Unicamp 2010 - 2a fase
Em 2009 completaram-se vinte anos da morte de Raul Seixas. Na sua obra o roqueiro cita elementos regionais brasileiros, como na canção "Minha Viola", na qual ele exalta esse instrumento emblemático da cultura regional.
A viola caipira possui cinco pares de cordas. Os dois pares mais agudos são afinados na mesma nota e frequência. Já os pares restantes são afinados na mesma nota, mas com diferença de altura de uma oitava, ou seja, a corda fina do par tem frequência igual ao dobro da frequência da corda grossa.
As frequências naturais da onda numa corda de comprimento L com as extremidades fixas são dadas por , sendo N o harmônico da onda e v a sua velocidade.

a) Na afinação Cebolão Ré Maior para a viola caipira, a corda mais fina do quinto par é afinada de forma que a frequência do harmônico fundamental é f1fina = 220 Hz. A corda tem comprimento L = 0,5 m e densidade linear μ = 5 x 10-3 kg/m.
Encontre a tensão τ aplicada na corda, sabendo que a velocidade da onda é dada por .

b) Suponha que a corda mais fina do quinto par esteja afinada corretamente com f1fina = 220 Hz e que a corda mais grossa esteja ligeiramente desafinada, mais frouxa do que deveria estar. Neste caso, quando as cordas são tocadas simultaneamente, um batimento se origina da sobreposição das ondas sonoras do harmônico fundamental da corda fina de frequência f1fina, com o segundo harmônico da corda grossa, de frequência f2grossa. A frequência do batimento é igual à diferença entre essas duas frequências, ou seja, fbat = f1fina - f2grossa. Sabendo que a frequência do batimento é fbat = 4 Hz, qual é a frequência do harmônico fundamental da corda grossa, f1grossa?

Resposta:

a) τ = 60,5 N
b) f1 grossa = 108 Hz

Fuvest 2010 - 1a fase
Um estudo de sons emitidos por instrumentos musicais foi realizado, usando um microfone ligado a um computador. O gráfico abaixo, reproduzido da tela do monitor, registra o movimento do ar captado pelo microfone, em função do tempo, medido em milissegundos, quando se toca uma nota musical em um violino.


1 ms = 10-3s
Consultando a tabela acima, pode-se concluir que o som produzido pelo violino era o da nota

Unicamp 2011 - 1a fase
O radar é um dos dispositivos mais usados para coibir o excesso de velocidade nas vias de trânsito. O seu princípio de funcionamento é baseado no efeito Doppler das ondas eletromagnéticas refletidas pelo carro em movimento.
Considere que a velocidade medida por um radar foi Vm = 72 km/h para um carro que se aproximava do aparelho.
Para se obter Vm o radar mede a diferença de frequências Δf, dada por Sendo = 34,00 cm, , sendo f a frequência da onda refletida pelo carro, f0 = 2,4 x 1010 Hz a frequência da onda emitida pelo radar e c = 3,0 x 108 m/s a velocidade da onda eletromagnética. O sinal (+ ou -), deve ser escolhido dependendo do sentido do movimento do carro com relação ao radar, sendo que, quando o carro se aproxima, a frequência da onda refletida é maior que a emitida.
Pode-se afirmar que a diferença de frequência Δf medida pelo radar foi igual a

ITA 2010
Considere o modelo de flauta simplificado mostrado na figura, aberta na sua extremidade D, dispondo de uma abertura em A (próxima à boca), um orifício em B e outro em C. Sendo = 34,00 cm, e a velocidade do som de 340,0 m/s, as frequências esperadas nos casos: (i) somente o orifício C está fechado, e (ii) os orifícios B e C estão fechados, devem ser, respectivamente

Fuvest 2008 - 2a fase
A propagação de ondas na água é estudada em grandes tanques, com detectores e softwares apropriados. Em uma das extremidades de um tanque, de 200 m de comprimento, um dispositivo D produz ondas na água, sendo que o perfil da superfície da água, ao longo de toda a extensão do tanque, é registrado por detectores em instantes subseqüentes. Um conjunto de ondas, produzidas com frequência constante, tem seu deslocamento y, em >i>função do tempo, representado ao lado, tal como registrado por detectores fixos na posição x = 15 m. Para esse mesmo conjunto de ondas, os resultados das medidas de sua propagação ao longo do tanque são apresentados na página de respostas. Esses resultados correspondem aos deslocamentos y do nível da água em relação ao nível de equilíbrio (y = 0 m), medidos no instante t = 25 s para diversos valores de x. A partir desses resultados:


a) Estime a frequência f, em Hz, com que as ondas foram produzidas.
b) Estime o comprimento de onda L, em metros, das ondas formadas.
c) Estime a velocidade V, em m/s, de propagação das ondas no tanque.
d) Identifique, no gráfico da página de respostas (t = 25s), as posições das ondas A, B, C, D e E, assinaladas na figura acima, ainda que, como pode ser observado, as amplitudes dessas ondas diminuam com sua propagação.

Resposta:

a) f = 0,2 hz
b) L = 25 m
c) v = 5 m/s
d) os picos indicam respectivamente as ondas E, D, C, B, e A, nesta ordem.

 

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