FUVEST 2021: Ondas estacionárias podem ser produzidas de diferentes formas, dentre elas esticando-se uma corda homogênea

FUVEST 2021: Ondas estacionárias podem ser produzidas de diferentes formas, dentre elas esticando-se uma corda homogênea

FUVEST 2021: Ondas estacionárias podem ser produzidas de diferentes formas, dentre elas esticando-se uma corda homogênea, fixa em dois pontos separados por uma distância L, e pondo-a a vibrar.

A extremidade à direita é acoplada a um gerador de frequências, enquanto a outra extremidade está sujeita a uma força tensional produzida ao se pendurar à corda um objeto de massa m0 mantido em repouso.

O arranjo experimental é ilustrado na figura. Ajustando a frequência do gerador para f1, obtém-se na corda uma onda estacionária que vibra em seu primeiro harmônico.

Ao trocarmos o objeto pendurado por outro de massa M, observa-se que a frequência do gerador para que a corda continue a vibrar no primeiro harmônico deve ser ajustada para 2f1. Com isso, é correto concluir que a razão M/m0 deve ser:

a) 1/4

b) 1/2

c) 1

d) 2

e) 4

Note e adote:

A velocidade da onda propagando-se em uma corda é diretamente proporcional à raiz quadrada da tensão sob a qual a corda está submetida.

QUESTÃO ANTERIOR:

- FUVEST 2021: Uma comunidade rural tem um consumo de energia elétrica de 2 MWh por mês. Para suprir parte dessa demanda, os moradores têm interesse em instalar uma miniusina hidrelétrica em uma queda d'água de 15 m de altura com vazão de 10 litros por segundo.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

Da equação fundamental da ondulatória, temos:

V = λf

com V diretamente proporcional à raiz quadrada do módulo da força de tração T na corda:

V = A√T

com A sendo uma constante real.

A√T = λ f

Mantendo-se a corda vibrando no primeiro harmônico, temos λ = 2 L

A√T = 2 Lf

Para o equilíbrio do objeto pendurado, o módulo do peso P do objeto pendurado dever ser igual a T:

Dividindo-se a equação (II) pela equação (I), temos.

GABARITO:

e) 4

PRÓXIMA QUESTÃO:

- FUVEST 2021: Um mol de um gás ideal percorre o processo cíclico ABCA em um diagrama P-V, conforme mostrado na figura, sendo que a etapa AB é isobárica, a etapa BC é isocórica e a etapa CA é isotérmica.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova FUVEST 2021 (1ª fase) com Gabarito e Resolução