UEM 2013 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 10 de Física
Enunciado em texto
Com relação à formação de ondas estacionárias em cordas esticadas e em tubos sonoros, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto.
(01) A velocidade de propagação de ondas mecânicas transversais em uma corda esticada é função da tensão mecânica na corda e da densidade linear da corda.
(02) Em tubos sonoros com ambas as extremidades abertas, os harmônicos, similarmente aos modos normais de vibração de uma corda esticada, são múltiplos semi-inteiros da frequência fundamental de vibração das ondas estacionárias que podem ser estabelecidas em seu interior.
(04) Em tubos sonoros com uma das extremidades aberta e a outra fechada, as frequências das ondas estacionárias possíveis são dependentes do comprimento desses tubos e da velocidade com que as ondas sonoras os percorrem.
(08) Em um tubo sonoro, na condição de ressonância, cujas frequências se igualam às frequências naturais das configurações de ondas estacionárias que o tubo admite, os sons são reforçados.
(16) Uma corda esticada, com ambas as extremidades presas e que é submetida a uma excitação periódica que forma um padrão de ondas estacionárias com frequência 5 vezes maior que sua frequência fundamental de vibração, vibra com 5 ventres e com 6 nodos.
(Enunciado: Vestibular UEM 2013 (Verão), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar afirmações sobre ondas estacionárias em cordas e tubos.
(01) Verdadeira. Pela fórmula de Taylor,
(02) Falsa. No tubo aberto (como na corda presa nas duas pontas), os harmônicos são múltiplos inteiros da fundamental: , com
(04) Verdadeira. No tubo fechado,
Depende de e de .
(08) Verdadeira. Na ressonância, a excitação tem a frequência de um modo natural do tubo, que absorve energia com eficiência: o som é reforçado (é o princípio dos instrumentos de sopro e das caixas de ressonância).
(16) Verdadeira. O 5º harmônico de uma corda presa nas duas pontas tem 5 ventres (“fusos”); os nós ficam nas pontas e entre os fusos: nós.
⚠️ A armadilha: na (02), misturar com o tubo fechado, que só tem harmônicos ímpares; nenhum dos dois tem múltiplos “semi-inteiros”.
A ideia em uma frase: corda presa e tubo aberto: todos os harmônicos; tubo fechado: só os ímpares; o n-ésimo harmônico da corda tem n ventres e n + 1 nós.
Resposta: soma 29 (01 + 04 + 08 + 16).
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.
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