Uma onda sonora passa sobre um elemento de fluido de densidade
e pressão
. Sobre a equação:
A: O termo
é a força
sobre o elemento.
: O termo
é a aceleraçāo
do elemento.
: Ela decorre da 2a lei de Newton
.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício. A gente está falando sobre ondas sonoras que passam por um fluido com densidade
e pressão
. Tem uma equação que relaciona a variação da pressão com a segunda derivada da posição em relação ao tempo:
Vamos precisar entender o que cada termo dessa equação representa e como isso se relaciona com a segunda lei de Newton.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar a afirmação A: “O termo
é a força
sobre o elemento.”
A segunda derivada da posição em relação ao tempo, , na física, representa a aceleração do elemento. Sabemos que força (
) está relacionada à aceleração (
) pela segunda lei de Newton, que é
, onde
é a massa. Portanto, esse termo não é diretamente a força, mas sim a aceleração.
Passo 3
Agora, vamos para a afirmação B: “O termo
é a aceleração
do elemento.”
O termo
representa a variação da pressão em relação à posição
. Na equação dada, esse termo está relacionado à força por unidade de volume que está atuando no elemento do fluido. A aceleração, por outro lado, é representada pela segunda derivada da posição em relação ao tempo, como vimos anteriormente. Portanto,
não é a aceleração, mas sim uma medida da força aplicada.
Passo 4
Por fim, vamos para a afirmação C: “Ela decorre da 2a lei de Newton
.”
A equação fornecida relaciona a variação da pressão com a aceleração do elemento do fluido. Isso está diretamente ligado à segunda lei de Newton, que estabelece que a força é igual à massa vezes a aceleração (
). No contexto da onda sonora, a variação da pressão está causando uma força que resulta na aceleração do elemento do fluido. Portanto, essa afirmação está correta.
Resposta
- A afirmação A está incorreta.
- A afirmação B está incorreta.
- A afirmação C está correta.