(PUC-SP) Uma partícula de um meio elástico, plano, e ao longo do qual se propaga um trem de ondas senoidais transversais de freqüência constante, tem movimento:
a) retilíneo e uniforme na direção de propagação.
b) retilíneo e uniforme com direção perpendicular à de propagação.
c) harmônico simples com direção perpendicular à de propagação.
d) harmônico simples na direção de propagação.
e) harmônico simples com direção inclinada de 45^{\circ} em relação à de propagação.

Passo 1

O enunciado diz que temos um trem de ondas senoidais transversais de frequência constante se propagando num meio elástico e plano, e pergunta qual é o tipo de movimento de uma partícula desse meio. O conteúdo envolve conceitos de ondas mecânicas (transversais vs. longitudinais) e movimentos de partícula (movimento retilíneo uniforme vs. harmônico simples).

Passo 2

Definimos os dois tipos de onda mecânica:
  1. Onda longitudinal: as partículas do meio vibram na mesma direção de propagação da onda.
  2. Onda transversal: as partículas do meio vibram perpendicularmente à direção de propagação da onda.

Passo 3

Em seguida, observamos que a questão fala em ondas senoidais de frequência constante, isto é, cada partícula descreve um movimento periódico ao passar da crista pela partícula.
Um movimento periódico senoidal com frequência constante caracteriza-se por movimento harmônico simples (MHS), cujo deslocamento y(t) pode ser escrito como
y(t) = A\cos(\omega t + \varphi)
onde A é a amplitude, \omega é a pulsação (relacionada à frequência) e \varphi é a fase inicial.

Passo 4

Combinando os dois conceitos:
  • Como é onda transversal, a direção da vibração da partícula é perpendicular à propagação.
  • Como é onda senoidais de frequência constante, cada partícula executa um MHS.
Logo, o movimento de cada partícula é harmônico simples com direção perpendicular à de propagação.

Resposta

c) harmônico simples com direção perpendicular à de propagação.

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