FISICA ONDULATÓRIA E ÓPTICAS

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FISICA ONDULATÓRIA E ÓPTICA  

 

Oscilações e Ondas

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Guarulhos

2018

Oscilações e Ondas

Trabalho apresentado ao Curso (Engenharia Industrial mecânica)  da Faculdade ENIAC para a disciplina  [Fisica ondulatoria e optica].

                                         Guarulhos

                                              2018

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1. Explique o fenômeno Efeito Doppler, destacando a equação geral que quantifica esse fenômeno e também as unidades de medidas correspondentes a cada grandeza utilizada?

R: O Efeito Doppler é definido como uma característica observada em ondas emitidas ou refletidas por fontes em movimento relativo ao observados, as quais geram variação da frequência.

Podemos determinar a frequência observada por:

Fo+Ff= V±Vo/V±Vf   Equação Geral

Onde:

Fo- É a frequência que é observados recebe (Hz)

Ff- É  a frequência emitida pela fonte (hz)

V- é a velocidade da onde no meio (m/s)

Vo- É a velocidade do observado em relação ao meio (positiva ao se aproximar da fonte negativa ao se afastar) (m/s)

Vf- É a velocidade da fonte em relação ao meio (positiva ao se afastar, negativa ao se aproximar do observado (m/s).

1. Um carro de polícia em repouso está com a sirene ligada emitindo uma onda senoidal de frequência 400Hz. Um veículo está se movendo conforme figura a seguir com velocidade de 40 m/s. Sendo a velocidade do som neste local de 340 m/s, determine a frequência sonora, emitida pela sirene do carro de polícia, no instante representado na figura?.

F= 400 Hz

Vo= 340 m/s

V= 40 m/s

F= fs* V+V1/V

F= 400* 340+(-40)/340

F=  352.94 Hz

1. Dois trens, A e B, apitam simultaneamente com a mesma frequência de 412 Hz. O trem A está em repouso e o trem B se desloca para a direita (se afastando de A) com velocidade igual a 30 m/s. Um ouvinte está - 2 - entre os dois apitos e se desloca para a direita com velocidade de 12 m/s. Não existe vento nesse instante.

1. Qual é a frequência que o ouvinte escuta do apito de A?

F1= 412* (340-12/340) →F1= 397,45 Hz

1. Qual é a frequência que o ouvinte escuta do apito de B?

F1+ 412* (340+12/340+30) →F1= 391,81 Hz

1. figura abaixo apresenta um motor elétrico de massa de 80 kg que é suportado por quatro molas, cada uma com rigidez (constante elástica) de 90 N/m. Se o motor gira um disco D que está montado excentricamente, 20 mm do centro do disco, determine: ?

      k= 90 N/m → Equivalente= 4*90= 360 N/m

1. A velocidade angular na qual ocorre a ressonância.

Masso motor= 80 kg

Constante elastica k= 90 N/m x4= 360N/m

r: 20mm

v=?

w=√k/m →w= → √360/80→ w= 2,12 rad/s

v= w*r→ v= 2,12*20*10̄‾³ →v= 0,042 m/s

1. A rotação do motor na frequência de ressonância.

w= 2ᴫ*f

2,12= 2ᴫ*f

f= 2,12//2ᴫ → f= 0,337 HZ

n= 60*f

n=60*0,337

n= 20,22 RPM

 

1. Quando uma massa de 0,75Kg oscila presa a um mola ideal, a frequência é igual a 1,33Hz. Calcule a nova frequência nos casos?

w= 2ᴫ*f

w= 2ᴫ* 1,33

w= 8,357 rad/s

w=√k/m

w²*m= k

(8,357)² * 0,75= k

K= 52,38 N/m

1. Se for adicionado uma massa de 0,22 kg na massa original.

m= 0,75+0,22

m= 0,97 kg

w= √k/m

w= √52,38/0,97

w= 7,35 rad/s

f= w/2ᴫ

f= 7,35/2ᴫ

f= 1,17 Hz

1. Se for subtraído uma massa de 0,22 kg na massa original.

m= 0,75-0,22

m= 0,53 kg

w=√k/m

w=√52,38/0,53

w= 9,94 rad/s

w= 2ᴫ*f

f= w/2ᴫ

f= 9,94/2ᴫ

f= 1.58 Hz

1. Um bloco de 2kg sem atrito está preso a uma mola ideal cuja constante é igual a 300 N/m. Em t=0 a mola não está comprimida nem esticada o bloco se move no sentido negativo com 12 m/s. Determine:?

w= √k/m

w= 300/2

w= 12,25 rad/s

1. A amplitude do movimento.

Vmax= w*Xm

Xm= Vmax/w

Xm= 12/12,25

Xm= 0,98 m

1. O ângulo de fase.

T≠0

Ø= ᴫ/2 rad/s

1. Uma equação para a posição em função do tempo.

X (t)= Xn*cos (wt+Ø)

X (t)= 0,98*cos* (12,25t + ᴫ/2)

1. Sobre um trilho de ar sem atrito e horizontal, um corpo oscila na extremidade de uma mola ideal de constante 2,5 N/cm. O gráfico da figura mostra a aceleração do corpo em função do tempo. Determine:?

K= 250 N/m

Amax= 12 m/s²

T= 0,20 s

F= 1/T

F= 1/0,20

F= 5 HZ

W= 2ᴫ*f

W= 2ᴫ*5

W= 31,416 rad/s

1. massa do corpo

w= √k/m

w²= k/m