Um agente secreto está preso na parte de cima de um elevador estacionado em um andar mais baixo de um edifício. Ele tenta sinalizar para um outro agente que está no telhado do edifício batendo uma mensagem em código Morse no cabo do elevador, de modo que os pulsos transversais subam no cabo. Enquanto os pulsos sobem pelo cabo em direção ao companheiro, a velocidade com que eles se movimentam permanece a mesma, aumenta ou diminui? Se os pulsos forem emitidos com um intervalo de 1s, eles são recebidos com um intervalo de 1s pelo segundo agente? Explique.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que está rolando. Temos um agente em cima de um elevador parado e ele bate no cabo passando pulsos (sinal em código Morse) pra um outro agente lá em cima do prédio. O assunto aqui é onda em corda: a gente vai precisar da fórmula da velocidade de uma onda transversal num fio ou corda e entender de onde vem a tensão que mantém essa velocidade.

Passo 2

Teoria da velocidade de onda em corda:
Quando batemos um pulso numa corda tensa, a velocidade de propagação é dada por
v = raizTmu
onde
  • é a tensão no fio (força que estica a corda),
  • é a massa por unidade de comprimento da corda.
No nosso caso, a tensão é basicamente o peso do elevador (mais um pouco pelos contrapesos, mas vamos simplificar dizendo que é constante), e também é fixa.

Passo 3

Como o elevador está estacionado, nada está mudando:
  • Não muda a tensão no cabo,
  • Não muda a massinha por metro da corda,
    logo permanece constante durante toda a subida do pulso.

Passo 4

Intervalo entre os pulsos (Efeito Doppler?):
O agente lá embaixo envia pulsos a cada 1 s, e como nem a fonte nem o receptor se movem em relação ao cabo (o meio), não há nenhum efeito Doppler. O intervalo de tempo entre chegadas vai ser o mesmo que entre saídas: 1 s.

Resposta

A velocidade dos pulsos permanece a mesma (constante) e o segundo agente recebe os pulsos também com intervalo de 1 s.

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