Suponha uma corda de 10 m de comprimento e massa igual a 500 g. Uma força de intensidade 300 N a traciona, determine a velocidade de propagação de um pulso nessa corda.

Resposta Questão 4

O comprimento da corda (L) = 10 m

m = 500 g = 0,5 kg

μ = m
L

μ = 0,5
10

μ = 0,05 kg/m

v = √F/μ

v = √300/0,05

v = √6000

v = 77 m/s

Análise da Resposta e Solução Completa

A resposta apresentada está correta e o cálculo está bem executado. No entanto, para uma compreensão mais completa, vamos detalhar cada passo e adicionar algumas considerações:

Conceitos-chave:

Densidade linear (μ): Representa a massa por unidade de comprimento da corda. É um fator crucial na determinação da velocidade de propagação de uma onda em uma corda.
Tensão (F): A força com que a corda é esticada. A tensão influencia diretamente a velocidade de propagação da onda.
Velocidade de propagação (v): A velocidade com que uma perturbação (pulso) se propaga ao longo da corda.

Resolução detalhada:

Cálculo da densidade linear (μ):
- μ = m/L = 0,5 kg / 10 m = 0,05 kg/m
Cálculo da velocidade de propagação (v):
- A fórmula que relaciona a velocidade de propagação de uma onda em uma corda com a tensão e a densidade linear é:
  - v = √(F/μ)
- Substituindo os valores:
  - v = √(300 N / 0,05 kg/m) ≈ 77,46 m/s

Portanto, a velocidade de propagação de um pulso nessa corda é de aproximadamente 77,46 m/s.

Considerações adicionais:

Unidades: É fundamental utilizar as unidades corretas em cada cálculo para obter um resultado com a unidade correta.
Aproximações: O resultado final foi arredondado para 77 m/s. A precisão do resultado depende da precisão dos dados iniciais e da quantidade de casas decimais consideradas nos cálculos.
Fatores que influenciam a velocidade:
- Tensão: Aumentando a tensão na corda, aumenta-se a velocidade de propagação.
- Densidade linear: Aumentando a densidade linear da corda, diminui-se a velocidade de propagação.
- Material da corda: Diferentes materiais possuem diferentes módulos de elasticidade, o que influencia a velocidade de propagação.

Em resumo: A solução apresentada demonstra o correto entendimento da relação entre a tensão, a densidade linear e a velocidade de propagação de uma onda em uma corda. O cálculo está correto e a resposta final é precisa.