Uma das extremidades de um tubo de borracha está ligada a um suporte fixo. A outra extremidade passa sobre uma polia a 5 m da extremidade fixa e carrega uma carga de 2 kg . A massa do tubo entre a extremidade fixa e a polia é de
. Determine a velocidade de propagação das ondas transversais no tubo.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que temos um tubo de borracha com 5 m de comprimento entre a extremidade fixa e a polia, carregando uma massa de 2 kg. A massa desse trecho do tubo é 0,6 kg. A ideia é achar a velocidade de propagação de ondas transversais no tubo.
Conteúdo: ondas em “cordas” (ou tubos) tensionadas. A fórmula central é
Conteúdo: ondas em “cordas” (ou tubos) tensionadas. A fórmula central é
onde T é a tensão no tubo e μ é a massa por unidade de comprimento.
Passo 2
Primeiro, calcula a densidade linear de massa μ. A densidade linear é simplesmente a massa desse trecho dividido pelo comprimento:
Passo 3
Agora, a tensão T no tubo vem do peso da massa pendurada de 2 kg. Em regime estático, essa tensão é
Passo 4
Basta aplicar na fórmula da velocidade:
Calculando:
Resposta
A velocidade de propagação das ondas transversais no tubo é aproximadamente
.