Question

1. Uma boia pode se deslocar livremente ao longo de uma haste vertical fixada no fundo do mar, a curva cheia e representada uma onda ,no intastante T=0 s ,e a curva tracejodo a mesma onda no instante T= 0,2 s. Com a passagem dessa ONDA, a bóia oscila.

OBS: Faça de acordo com a 1 foto anexada!

a) o menor valor possível da velocidade da onda ;

b) O período de oscilação da boia.






2. Se dobrarmos o comprimento de onda de uma onda em determinada corda, o que acontece com a velocidade v e a frequência f da onda ?






3. O gráfico representa a coordenada vertical y, em função do tempo t, de uma boia que se move verticalmente numa piscina onde são produzidas ondas em vales sucessivos a uma distância de 1,2 m

a) qual a velocidade de propagação das ondas?

b) Em que (quais) instante(s) a velocidade da boia é nula?


OBS: FAÇA ESSA ATIVIDADE 3 de acordo com a 2 FOTO ANEXADA!

Answer 1

As questões abordam um ramo da física chamado de ondulatória - que estuda o comportamento das ondas mecânicas e eletromagnéticas.

Vamos relembrar alguns fatos importantes sobre esse conteúdo antes de responder às questões propostas.

• Introdução:

As ondas, ao se propagarem, possuem velocidade, período e frequência, que dependem diretamente do meio de propagação, da fonte e das condições de propagação.

A principal relação entre as grandezas relacionadas às ondas é dada pela fórmula:

                                                    $\boxed{\bf V = \lambda \cdot F}$

Em que

➯ V = velocidade, dada em m/s;

➯ λ = comprimento de onda, dado em metros;

➯ F = Frequência, dada em Hertz (Hz);

Observando essa equação, podemos inferir que comprimento de onda e frequência são inversamente proporcionais - ou seja, se um aumenta, o outro diminui. Também podemos compreender que a velocidade é diretamente proporcional ao comprimento de onda e à frequência.

Outras observações:

➯ A velocidade da onda depende do meio de propagação, ou seja, só muda se mudar o meio.

➯ A frequência depende da fonte. Só muda a frequência se a fonte produtora da onda alterar sua pulsação.

➯ O comprimento de onda muda se a velocidade ou frequência se alterarem.

Agora sim, vamos às questões.

• Questões:

1. a velocidade mínima vale 3 m/s e o período vale 0,4s.

Primeiramente, vamos organizar os dados que já temos:

➯ Observando o gráfico, sabemos que 3 quadradinhos valem 0,6m. Logo, um quadradinho da malha quadriculada vale 0,2m;

➯ O tempo entre a subida e descida da onda é de 0,2s;  

➯ A diferença de posição horizontal entre a onda no instante 0s e 0,2s é de 3 quadrinhos, ou seja, 0,6m.

a. Vamos usar a fórmula da velocidade média do M.R.U para achar a velocidade mínima da onda:

$\bf V = \dfrac{d}{t}$

A onda desloca-se horizontalmente 0,6m em 0,2s.

➯ Substitua esses valores na fórmula:

$\bf V = \dfrac{0,6}{0,2}$

$\boxed {\bf V = 3 \ m/s}$

➯ A velocidade mínima da onda é de 3 m/s.

b.  Sabemos que o período é o inverso da frequência e representa o tempo gasto para uma oscilação completa. Podemos calculá-lo como:

$\bf T = \dfrac{\lambda}{V}$

Para achar o comprimento de onda λ, basta observar uma oscilação completa no gráfico: ela dura exatamente 12 quadradinhos - ou seja, 1,2m.

$\bf T = \dfrac{1,2}{3}$

$\boxed{\bf T = 0,4s}$

➯ O período da onda é de 0,4 segundos.

2. A frequência cairá pela metade e a velocidade se manterá constante.

A velocidade só muda quando o meio de propagação da onda mudar. Como a onda citada continua se propagando na mesma corda, a velocidade será a mesma. Comprimento de onda e frequência são inversamente proporcionais, logo, com a velocidade constante, uma alteração no comprimento de onda altera a frequência e vice-versa. Como dobramos o comprimento de onda, devemos dividir por dois a frequência.

3. A velocidade de propagação é de 0,6m/s e a boia está parada nos segundos 0,5 e 1,5.

a. Para achar a velocidade, vamos usar a fórmula comum de velocidade média de um movimento uniforme:

$\bf V = \dfrac{d}{t}$

$\bf V = \dfrac{\lambda}{t}$

➯ distância = comprimento de onda = 1,2 m

➯ tempo = período = 2s

$\bf V = \dfrac{1,2}{2}$

$\boxed {\bf V = 0,6 m/s}$

➯ A velocidade de propagação das ondas é de 0,6m/s.

b. A velocidade da boia é nula quando ela não se movimenta, ou seja, não muda sua posição. Nesse caso, sua velocidade é nula quando o gráfico está constante em relação ao eixo y - nos instantes 0,5s e 1,5s. Nesses intervalos de tempo, a altura da onda é máxima em módulo, e para mudar a direção do movimento, é necessário zerar a velocidade.

Saiba mais sobre ondulatória em:

1. https://brainly.com.br/tarefa/39645131
2. https://brainly.com.br/tarefa/4158411

Espero ter ajudado!