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NOTA:
Instruções:
  • Leia as questões com atenção antes de respondê-las.
  • As questões devem apresentar os cálculos correspondentes para que as respostas sejam consideradas.
  • Somente as resoluções feitas à caneta terão direito a reclamação de correção.
  • Não serão aceitas reclamações a respeito de questões rasuradas.
  • Confira seus resultados antes de entregar a prova e Boa Sorte!!!

1^ a Questão: (Valor: 2.5)

a) (1.0) Explique como são formadas as ondas estacionarias em cordas vibrantes. Que fenomenos ondulatórios acontecem durante sua formação? Quais condições são necessárias?

Passo 1

Beleza, a questão pede pra gente explicar como se formam as ondas estacionárias em cordas que estão vibrando. Vamos precisar falar sobre o que são ondas estacionárias, os fenômenos que rolam quando elas se formam e quais condições precisam estar presentes pra isso acontecer.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é uma onda estacionária. Diferente das ondas que viajam de um lugar pra outro, as ondas estacionárias ficam paradas em certos pontos da corda. Isso acontece quando duas ondas iguais (mesma frequência e amplitude) se movem em direções opostas e se encontram na corda.

Passo 3

Quando essas duas ondas se encontram, elas interferem uma com a outra. A interferência pode ser construtiva, onde as ondas se somam e formam pontos altos chamados ventres, ou destrutiva, onde se cancelam e formam pontos baixos chamados nós. Esses nós e ventres ficam fixos na corda, dando a impressão de que a onda está “tica”, daí o nome ondas estacionárias.

Passo 4

Agora, os fenômenos ondulatórios que acontecem durante essa formação são a interferência e a reflexão. A onda que vai em uma direção acaba refletindo na extremidade fixa da corda e volta na direção oposta. Essa reflexão é essencial pra criar as duas ondas que se superpõem e formam as ondas estacionárias.

Passo 5

As condições necessárias pra que essas ondas estacionárias se formem são:
  1. Extremidades Fixas: A corda precisa estar presa em ambos os lados, fazendo com que as ondas reflitam completamente sem perda de energia.
  2. Frequências Específicas: Apenas certas frequências, chamadas de frequências naturais ou harmônicas, vão se sustentar como ondas estacionárias. Essas frequências dependem do comprimento da corda, da tensão e da densidade linear da corda.
  3. Condições de Contorno: Nos pontos fixos das extremidades, sempre haverá nós, pois esses pontos não se movem.

Resposta

Então, as ondas estacionárias em cordas vibrantes se formam quando duas ondas iguais se movem em direções opostas e interferem, criando padrões fixos de nós e ventres na corda. Esse processo envolve fenômenos de interferência e reflexão, e exige condições como extremidades fixas e frequências específicas para que as ondas possam se sustentar na forma de ondas estacionárias.

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