Pré-VestibularUnB- Função trigonométrica Tópico resolvido

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andrezza
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Mai 2019 24 16:14

UnB- Função trigonométrica

Mensagem não lida por andrezza »

(UnB) O movimento ondulatório manifesta-se em diversos fenômenos naturais, como, por exemplo, a propagação da luz e do som. Dá-se o nome de interferência ao fenômeno resultante da superposição de duas ou mais ondas, sendo que, se duas delas são representadas pelas equações y1 = f(t) e y2 = g(t), a onda resultante durante a superposição é dada pela equação y = f(t) + g(t). Um movimento ondulatório é chamado amortecido, quando a amplitude da sua onda decresce com o tempo. Fenômenos ondulatórios que despertam particular interesse são aqueles em que ocorre a interferência de duas ondas que estão vibrando em frequências muito próximas. O fenômeno de interferência destrutiva total de ondas se dá quando o encontro de duas ondas em oposição de fase faz que uma aniquile completamente a outra, não restando qualquer movimento ondulatório posterior.
Julgue:
1- O encontro das ondas representadas pelas equações y1(t)=3cos(2t) e y2(t)=3cos(t+π) e produz interferência destrutiva total.
2- A onda descrita por y(t)=6cos(10t)cos(t) representa a superposição das ondas dadas pelas equações y1(t)=3cos(11t) e y2(t)=3cos(9t)
3- O movimento representado pela função y(t)=cos(xt) , com x > 0, é um movimento ondulatório amortecido.
Resposta

E C E




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Planck
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Mai 2019 24 17:43

Re: UnB- Função trigonométrica

Mensagem não lida por Planck »

Olá andrezza,

Para o primeiro item, acredito que uma análise qualitativa já é suficiente, se restar dúvidas, só perguntar! Primeiramente, em uma função trigonométrica, sabemos que o período pode ser dado por:

[tex3]p = \frac{2 \pi}{|K|}[/tex3]

Onde, [tex3]K[/tex3] é o termo que acompanha a variável.

Para [tex3]f(t)[/tex3] , o período é [tex3]\pi[/tex3] . Para [tex3]g(t)[/tex3] , o período é [tex3]2\pi[/tex3] , mas, como o termo que é acrescido à variável desloca o gráfico horizontalmente, as funções terão os máximos e mínimos nos mesmos instantes. Desse fato, é válido afirmar que haverá interferência destrutiva e construtiva. Observe as imagens:

[tex3]f(t)[/tex3] em [tex3]{\color{orange}laranja}[/tex3] e [tex3]g(t)[/tex3] em [tex3]{\color{BrickRed}vermelho}[/tex3] :
geogebra-export (85).png
geogebra-export (85).png (79.59 KiB) Exibido 991 vezes
[tex3]h(t)[/tex3] em [tex3]{\color{blue}azul}[/tex3] :
geogebra-export (86).png
geogebra-export (86).png (119.21 KiB) Exibido 991 vezes
Portanto, a afirmação é errada.


Para o segundo item, o processo é mais pesado:

[tex3]3 \cos (11 \cdot t) + 3 \cos (9 \cdot t)[/tex3]

[tex3]3 \cdot [ \cos (11 \cdot t) + \cos (9 \cdot t)][/tex3]

Vamos aplicar que:

[tex3]\cos a + \cos b =2 \cdot \cos \left[\frac{a + b}{2}\right] \cdot \cos \left[\frac{ a - b}{2}\right] [/tex3]

Assim:

[tex3]\cos (11 \cdot t) + \cos (9 \cdot t) =2 \cdot \cos \left[\frac{11 \cdot t + 9 \cdot t}{2}\right] \cdot \cos \left[\frac{11 \cdot t - 9 \cdot t}{2}\right] [/tex3]

[tex3]\cos (11 \cdot t) + \cos (9 \cdot t) =2 \cdot \cos \left(10\cdot t\right)\cdot \cos \left( t\right) [/tex3]

Com isso, chegamos a:

[tex3]y(t) = 3 \cdot [ \cos (11 \cdot t) + \cos (9 \cdot t)][/tex3]

[tex3]y(t) = 3 \cdot 2 \cdot \cos \left(10\cdot t\right)\cdot \cos \left( t\right)[/tex3]

[tex3]{\color{forestgreen}\boxed{y(t) = 6 \cdot \cos \left(10\cdot t\right)\cdot \cos \left( t\right)}}[/tex3]

Portanto, a afirmativa é correta.


Para o terceiro item, a função descrita seria completamente diferente:
MHS_MONSTRO.jpg
MHS_MONSTRO.jpg (52.42 KiB) Exibido 991 vezes
Portanto, a afirmação é errada.




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Planck
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Mai 2019 24 17:50

Re: UnB- Função trigonométrica

Mensagem não lida por Planck »

Planck escreveu:
Sex 24 Mai, 2019 17:43
Para o terceiro item, a função descrita seria completamente diferente:
Por curiosidade, a função de um MHS amortecido é dada por:

[tex3]x(t) = x_m \cdot e^{- \frac{b\cdot t}{2 \cdot m}} \cdot \cos (\omega ' \cdot t + \varphi)[/tex3]

Onde:

[tex3]\omega ' = \sqrt {\frac{k }{m} -\frac{b^2}{4 \cdot m^2}}[/tex3]


Referências:

GODOI, Walmor Cardoso. "Oscilações". Departamento de Física - DAFIS. UTFPR. Disponível em <https://pt.slideshare.net/walmorgodoi/f ... 2-oscilaes>. Acesso em: 24 de Maio de 2019.




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