FMABC 2022 — questão 57 de Física

Enunciado em texto
Um músico produz uma onda estacionária ao tocar a corda de uma guitarra, cujo braço possui tamanho L. Na figura, está representado um instante dessa onda na corda.
[Figura: uma corda presa entre duas barras verticais, separadas pela distância L (seta dupla horizontal embaixo). A forma da corda, sobre uma linha tracejada horizontal: começa na extremidade esquerda, sobe numa crista, desce cruzando a linha tracejada, faz um vale, sobe cruzando de novo e faz outra crista, terminando na extremidade direita. São três “meias ondas” (crista, vale, crista) entre as duas pontas fixas.]
Sabe-se que a velocidade de propagação da onda depende da tração na corda (T) e da sua densidade linear (μ), tal que . Dessa forma, a frequência produzida pela onda estacionária é igual a
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(Enunciado e figura: Vestibular FMABC 2022, Medicina, Prova de Conhecimentos Gerais — FMABC/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário FMABC e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a frequência da onda estacionária desenhada, em função de L, T e μ.
Passo 1 — contar os fusos. Cada “barriga” entre dois nós (uma crista ou um vale) é um fuso e corresponde a meio comprimento de onda. Na figura há três: crista, vale, crista. Então:
Passo 2 — a frequência. Para qualquer onda, , ou seja, :
Conferindo pelas unidades: frequência tem de dar 1/s. é uma velocidade (m/s); dividida por um comprimento, dá 1/s. Só a C tem essa forma. Nas A e B aparece , que é o inverso de uma velocidade (s/m); nas D e E a velocidade é multiplicada por L, o que dá m²/s.
⚠️ A armadilha: contar cada crista ou vale como um comprimento de onda inteiro. Aí e , que não está entre as alternativas. Um comprimento de onda completo é uma crista mais um vale.
A ideia em uma frase: em corda presa nas pontas, cada fuso vale meio comprimento de onda; conte os fusos, ache λ e use .
Resposta: alternativa C ().
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.