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Lista 3 - parte 2.

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1 Lista 3 - parte 2

2 12. Considere duas partículas A e B cada uma com massa m conectadas por uma mola de constante elástica k e comprimento natural. Cada partícula está ligada a dois suportes C e D por duas molas com as mesmas características da primeira mola.Os dois suportes são separados por uma distância 3b, como mostrado na figura (a). Em um dado instante de tempo t o deslocamento das partículas A e B é x e y a partir da posição de equilíbrio resultando nas forças mostradas na figura. Calcule as frequências de oscilação do sistema.

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4 2 equações acopladas

5 Desacoplando as 2 equações

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7 Modo Anti - Simétrico Modo Simétrico

8 11. Duas partículas de mesma massa, igual a 250 g, estão suspensas do teto por barras idênticas, de 0,5 m de comprimento e massa desprezível, e estão ligadas uma à outra por uma mola de constante elástica 25 N/m. No instante t = 0, a partícula 2 (figura abaixo) recebe um impulso que lhe transmite uma velocidade de 10 cm/s. Determine os deslocamentos x1(t) e x2(t) das posições de equilíbrio das duas partículas (em cm) para t > 0. R: x1(t) = 1,13 sen(4,43t) − 0,34 sen(14,8t) x2(t) = 1,13 sen(4,43t) + 0,34 sen(14,8t)

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10 desacoplando as 2 equações

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12 24. Uma corda, submetida a uma tensão de 200 N e presa em ambas as extremidades, oscila no segundo harmônico de uma onda estacionária. O deslocamento da corda é dado por: y = (0, 10) sen(x/2) sen(12t) onde x = 0 numa das extremidades da corda, x é dado em metros e t em segundos. (a) Qual é o comprimento da corda? y = (0, 10) sen(x/2) sen(12t) (b) Qual é a velocidade escalar das ondas na corda? y = (0, 10) sen(x/ 2) sen(12 t) (c) Qual é a massa da corda? y = (0, 10) sen(x/2) sen(12t) (d) Se a corda oscilar num padrão de onda referente ao terceiro harmônico,qual será o período de oscilação? y = (0, 10) sen(x/2) sen(12t) R: (a) L = 4 m, (b) v = 24 m/s, (c) μ = 0, 347 kg/m e (d) T = 0, 11 s

13 y = (0, 10)cos(x/2 + /2))cos(12t + /2)

14 Ondas estacionárias numa corda segundo harmônico.

15 y = (0, 10) sen(x/2) sen(12t) Qual o valor de L ?l

16 y = (0, 10) sen(x/2) sen(12t) Qual o valor de v ?l

17 y = (0, 10) sen(x/2) sen(12t) Qual o valor de m?

18 y = (0, 10) sen(x/2) sen(12t) Terceiro harmônico T3 = ?

19 Ondas estacionárias numa corda terceiro harmônico.

20 A velocidade do som e a temperatura do gás(caso gás ideal).

21 vs≈331.4+0.61·t onde 331.4 m/s é a velocidade do som no ar a 0ºC.
 Variação da velocidade do som com a temperatura A velocidade do som em um gás não é constante, e sim que depende da temperatura. Da equação de um gás ideal pV=nRT ou então, A fórmula da velocidade do som é expressa em função da temperatura t do gás em graus centígrados. Para obter esta expressão aproximada, tomamos os dois primeiros termos do desenvolvimento de (1+t/T0)1/2 do binômio de Newton Sabendo que T0= K, γ=1.4, R=8.314 J/(K·mol) e M=28.95·10-3 kg/mol, temos que vs≈ ·t onde m/s é a velocidade do som no ar a 0ºC.  = Cp/Cv - processo adiabático

22 O caso do Batimento TONNN.iiii.... Toonnnnnn.iii.....
O afinador compara o som da corda do piano com um diapasão e por batimento ele acerta a nota desejada. TOINHoIIIIINHOIIIIIIINHOIIII...!

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24 Duas oscilações(TONNNNN e TOoNNNNN) com pequena diferença
nas suas freqüências quando somadas, produzem o fenômeno do: BATIMENTO!!! - TOINHoIINHIINHoIINHoIIII....! TONNN.iiii.... Toonnnnnn.iii..... TOINHoIIIIINHOIIIIIIINHOIIII...!

25 y(x, t) = 2e−2(x−vt)2 + e−2(x+vt)2 (SI) .
16. Um pulso, que se desloca com uma velocidade de 50m/s em uma corda de 10m de comprimento, é descrito pela função y(x, t) = 2e−2(x−vt)2 + e−2(x+vt)2 (SI) . (a) Qual o valor de x para o qual a velocidade transversal da corda seja extremal em t = 0? (b) Se a massa da corda for 1kg, qual a tensão nesta? R: (a) x = 0, 5m (b) 250N

26 y(x, t) = 2e−2(x−vt)2 + e−2(x+vt)2
dy(x, t=0)/dt = 0Se v=50m/s x=0,5m

27 + + + + .... = Várias ondas, quando convenientemente somadas podem
tomar a forma de um pulso: + + + =

28 Análise de Fourier an = 0 bn = 2 (-1)n+1 / n.

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33 Como cada onda tem diferente freqüência, a sua velocidade de
propagação será diferente e, com o tempo, o pulso perde a sua amplitude original. O fenômeno da dispersão de um pulso pode não ocorrer devido a não linearidades. Aí temos um SÓLITON que também é um pulso dispersivo mas neste caso há uma compensação.

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35 18. Determine a amplitude da onda resultante da combinação de duas ondas senoidais que se propagam no mesmo sentido, possuem mesma frequência, têm amplitudes de 3, 0 cm e 4, 0 cm e diferença de fase de /2 rad R: y(x, t) = 0, 05 sen(kx − t + 0, 64) A 1 = 3 sen(kx − t + /2) A 2 = 4 sen(kx − t)

36 A 1 = 3 sen(kx − t + /2) A 2 = 4 sen(kx − t)

37 A 1 = 3 sen(kx − t + /2) A 2 = 4 sen(kx − t)

38 A 1 = 3 sen(kx − t + /2) A 2 = 4 sen(kx − t)

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40 A 1 = 3 sen(kx − t + /2) A 2 = 4 sen(kx − t)

41 Figuras de Lissajus y = Ysen(n t) x = Xsen(n´ t)

42 Para tratar de oscilações em placa temos que usar a equação de d´Alembert bidimencional
A solução da equação de d´Alembert necessita do conhecimento das condições de contorno seus valores iniciais.

43 Quando são dadas as condições de contorno para a livre
oscilação teremos situações em que os máximos e mínimos serão regidos por suas freqüências harmônicas características ou tons e também sobretons.

44 Você sabe o que é superheterodinagem?
Neste caso multiplicamos dois sinais:

45 Dr. Sebastião Simionatto
FEP


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