QUESTÃO 08
Uma onda acústica plana de
, propagando-se no ar a uma velocidade de
, atinge uma película plana com um ângulo de incidência de 60o. Suponha que a película separa o ar de uma região que contém o gás CO2, no qual a velocidade de propagação do som é de
. Calcule o valor aproximado do ângulo de refração e indique o valor da frequência do som no C02.
Passo 1
O enunciado descreve uma onda acústica plana de frequência
que se propaga no ar com velocidade
e incide sobre uma interface com o gás CO
, onde a velocidade do som é
, sob ângulo de incidência
. Queremos encontrar o ângulo de refração
e a frequência transmitida no CO
. O conteúdo envolvido é a lei de Snell para ondas (continuidade de fase) e a conservação da frequência na transmissão.
Passo 2
Para ondas acústicas planos vale análogo à lei de Snell:
que pode ser reescrita como
Passo 3
Substituindo os valores numéricos:
Logo,
Passo 4
A frequência de uma onda não muda ao atravessar uma interface, pois ela vem da mesma fonte e a continuidade temporal exige
. Portanto,
Resposta
Ângulo de refração:
Frequência no CO :
Frequência no CO