PT1 - FÍSICA ONDULATÓRIA E ÓPTICA REV

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ENSINO PRESENCIAL COM SUPORTE EAD

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

MÓDULO – CIENTIFICO II

FÍSICA OPTICA E ONDULATÓRIA

Portfólio 1

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Guarulhos

2016

FÍSICA OPTICA E ONDULATÓRIA

Portfólio 1

Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia de Produção, Módulo Cientifico II da Faculdade ENIAC para a disciplina de Física Ótica e Ondulatória.

Guarulhos

2016

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OBJETIVO

Investigar os conceitos e as aplicações relacionadas às ondas sonoras e complementar os estudos de oscilações e ondas mecânicas.

ORIENTAÇÃO

Caro aluno,

Para a realização desse trabalho você deverá consultar os livros textos citados abaixo. As questões deverão apresentar as resoluções. Não serão aceitas questões com apenas o resultado final como resposta, a não ser que estejam implícitas em figuras, gráficos ou enunciados. As questões dissertativas devem ser objetivas e descritas com linguagem de nível superior.

SEARS & ZEMANSKY. Física II: Termodinâmica e Ondas. 12ª edição. São Paulo: Addison Wesley, 2008. (Biblioteca Virtual).

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física. v. 02.São Paulo: LTC, 2006.

TIPLER, Paul A.. Física – para cientistas e engenheiros. Vol. 2. São Paulo: LTC, 2004.

SERWAY, R A. Física 2 para cientistas e engenheiros com física moderna : movimento ondulatório e termodinâmica.

3ª. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1996.

HIBBELER, R. C. Dinâmica: Mecânica para Engenharia. 12ª edição. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011. (Biblioteca Virtual).

ATIVIDADE PROPOSTA

1. (valor 1,5) Defina as qualidades do som (altura, timbre e intensidade), destacando as equações que quantificam essas grandezas e também as unidades de medida correspondentes a cada grandeza utilizada?

Resposta:

• Altura: É o que nos permite diferenciar um som grave de um som agudo. Os sons graves são provenientes de ondas sonoras com baixa freqüência, entre 100 e 200 Hz. (F = 1/T)

• Timbre: É a qualidade do propagação de uma frente de compressão mecânicas (som) que nos permite distinguir propagação de mesma altura (freqüência) e mesma intensidade, provenientes de fontes diferentes.

• Intensidade: A intensidade é o que determina o som como forte ou fraco. Esta qualidade é relacionada com a energia transportada pela onda. A energia, por sua vez, se relaciona diretamente com a amplitude da onda.

1. (valor 1,0) Explique o fenômeno Efeito Doppler, destacando a equação geral que quantifica esse fenômeno e também as unidades de medidas correspondentes a cada grandeza utilizada?

Resposta: Efeito Doppler é uma característica observada em ondas emitidas ou refletidas por fontes em movimento relativo ao observador. Constitui fenômenos pelo qual um observador percebe frequências diferentes das emitidas por uma fonte devido à velocidade entre o a onda sonora e o movimento entre o observador e a fonte.

O sinal utilizado depende do referencial em movimento (observador e fonte) e o sentido do movimento.

[pic 2]Formula efeito Doppler:

• F0= Frequência aparente percebida pelo observador
• Fr= Frequência real emitida
• V0 =        Velocidade do observador
• Vᵳ =        Velocidade da fonte
• V =        Velocidade da onda sonora

Equação geral do Efeito Doppler

• V =         Velocidade do som no ar
• V0 =         Velocidade do detector em relação ao ar
• Vᵳ =        Velocidade da fonte em relação ao ar

1. (valor 1,0) Uma determinada fonte emite ondas sonoras isotropicamente. A intensidade dessas ondas a 1,9 m da fonte é de 2,5x10-4 W/m2. Supondo que a energia das ondas se conserva, encontre a potência da fonte.

Resposta:

Raio → (R) = 1,9m

Intensidade → (I) =  W/m²[pic 3]

Potência → (P) = Incognita

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

1. (valor 1,0) Uma determinada onda sonora com frequência de 450 Hz possui uma intensidade de 2µW/m2. Qual a amplitude das oscilações do ar provocadas por esta onda?

ρ → (massa específica do ar) = 1,21Kg/m³

I =  W/m²[pic 8]

v = 340m/s (velocidade do som)

ω → (velocidade angular) = 2.π.450

[pic 9]

[pic 10]

  [pic 11][pic 12][pic 13]

  [pic 14][pic 15][pic 16]

 [pic 17][pic 18]

1. (valor 1,0) Two identical machines are positioned the same distance from a worker. The intensity of sound delivered by each machine at the location of the worker is 3.0x10-6 W/m2. Find the sound level heard by the worker (a) when one machine is operating and (b) when both machines are operating.

Resposta:

  →  [pic 19][pic 20]

   →    →   [pic 21][pic 22][pic 23]

  →  [pic 24][pic 25]

   →    →   [pic 26][pic 27][pic 28]

[pic 29]

1. (valor 1,5) Um carro de polícia em repouso está com a sirene ligada emitindo uma onda senoidal de frequência 300Hz. Um veículo está se movendo conforme figura a seguir com velocidade de 30 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.

Resposta:

   →      →    [pic 30][pic 31][pic 32]

1. (valor 1,5) Dois trens, A e B, apitam simultaneamente com a mesma frequência de 392 Hz. O trem A está em repouso e o trem B se desloca para a direita (se afastando de A) com velocidade igual a 35 m/s. Um ouvinte está entre os dois apitos e se desloca para a direita com velocidade de 15 m/s. Não existe vento nesse instante.

1. Qual é a frequência que o ouvinte escuta do apito de A?
2. [pic 33]Qual é a frequência que o ouvinte escuta do apito de B?

1. [pic 34](valor 1,5) A figura abaixo apresenta um motor elétrico de massa de 50 kg que é suportado por quatro molas, cada uma com rigidez (constante elástica) de 100 N/m. Se o motor gira um disco D que está montado excentricamente, 20 mm do centro do disco, determine a velocidade angular na qual ocorre a ressonância. Suponha que o motor somente vibra na direção vertical.

CONCLUSÃO / PARECER

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