Questões de Física - Ondulatória

Nos instrumentos musicais de corda, as cordas apresentam diferentes espessuras e diferentes densidades lineares de massa, para que aquelas que emitem sons mais graves não precisem ser muito longas, o que inviabilizaria a construção do instrumento.

Detalhes das cordas de um violoncelo

Para ilustrar o fato de que cordas que emitem sons mais graves precisariam ser muito longas, considere duas cordas, 1 e 2, ambas com extremidades fixas, que apresentem espessuras iguais, mesma densidade linear de massa e que estejam submetidas à mesma força de tração.

Quando essas cordas vibram em seus modos fundamentais, a frequência da onda sonora emitida pela corda 1 é 150 vezes maior do que a frequência da onda sonora emitida pela corda 2.

Sabendo que a corda 1 mede L₁ = 5 cm, o comprimento L₂ da corda 2 deve ser de

 Uma das cordas de um violão, com comprimento igual a 65,0 cm, é afinada para produzir uma nota de frequência 250 Hz quando vibra em seu modo fundamental.

Qual a velocidade da onda que percorre a corda?

Leia o texto para responder a questão.

Texto

O violino é um instrumento que sempre cativou os físicos e, entre os de maior destaque, podemos citar Albert Einstein (1879-1955), estudioso das grandes composições de música clássica. Tal instrumento, para adultos, costuma medir 60 cm ou até mais. Suas 4 cordas possuem as seguintes frequências de afinação: Sol₃: 196 Hz, Re₄: 293,66 Hz, Lá₄: 440 Hz e Mi₅: 659,26 Hz.

Considerando que as partes vibrantes das cordas de um violino para adultos tenham 40 cm de comprimento e que as mesmas vibrem no primeiro modo de vibração, as velocidades de propagação de uma onda para as cordas afinadas em Sol₃ e Mi₅ serão, em m/s, respectivamente iguais a:

Em duas cordas A e B de materiais diferentes se propagam ondas periódicas, sendo que a velocidade das ondas na corda A é igual a 0,5 m/s e na corda B é igual a 0,4 m/s.

Considerando-se que ambas são movimentadas pela mesma fonte e que o período de propagação da onda na corda B é igual 0,25 s, então o comprimento de onda da corda A é

O som gerado por uma viola caipira provém da vibração de uma ou mais de suas cordas, o que forma um padrão vibracional que perturba o ar, produzindo uma onda sonora. Os diferentes sons que podem ser produzidos ao tocar uma viola decorrem de diferentes frequências emitidas pelo instrumento: quanto menor for a frequência, mais grave será o som percebido. Diferentes frequências são produzidas conforme a variação de alguns parâmetros, sendo um deles o comprimento: quanto maior o comprimento da corda vibrando, menor será a frequência.

Considere a imagem.

Assinale a alternativa que apresenta o ponto na imagem em que um violeiro deve pressionar a corda para que seja gerado o som mais agudo na viola.

Uma onda estacionária é estabelecida numa corda homogênea de massa igual a 2,4 kg, formando 5 nós e 4 ventres.

Sabendo que a distância entre nós consecutivos é de 1,5 m e que a frequência estabelecida na corda é de 50 Hz, determine a velocidade de propagação da onda na corda, em m/s, e a intensidade da força, em N, que traciona a mesma.