Questão FC278682
Os corpos materiais nunca podem ser estritamente corpos rígidos, pois sempre que submetidos à ação de uma força externa sofrem deformações que alteram as distâncias relativas entre
Ondas
CEBRASPE (CESPE) · 2022
Os corpos materiais nunca podem ser estritamente corpos rígidos, pois sempre que submetidos à ação de uma força externa sofrem deformações que alteram as distâncias relativas entre suas partes. As deformações, quando são elásticas e linearmente proporcionais às tensões externas ao qual o corpo está submetido, podem ser calculadas a partir do conhecimento dos módulos de elasticidade de Young, os quais dependem do tipo de material do qual o corpo é constituído. Esses módulos em geral são muito grandes em sólidos e líquidos, implicando que esses materiais deformam muito pouco. Como exemplo, os módulos de Young do ferro e alumínio são dados respectivamente por \(Y_{ferro} = 21 x 10^{10} Pa\) e \(Y_{alumínio} = 7 x 10^{10} Pa\).
Considerando essas informações, julgue o item a seguir.
O fato de sólidos e líquidos se deformarem elasticamente implica na possibilidade de propagação de perturbações ondulatórias nesses meios.
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
Correto. A propagação de ondas mecânicas exige duas propriedades do meio: elasticidade (forças restauradoras quando há deformação) e inércia (massa que conserva movimento). Sem elasticidade não há força que restabeleça o equilíbrio e, sem inércia, não há transporte de energia pelo meio.
Em sólidos e líquidos existem deformações elásticas finitas; isso permite oscilações das partículas e, portanto, a formação de ondas. Em líquidos surgem principalmente ondas longitudinais (variações de pressão); em sólidos aparecem ondas longitudinais e transversais porque têm módulo de cisalhamento não nulo.
Os módulos elásticos (por ex. módulo de Young, módulo de compressibilidade/bulk \(K\), ou módulo de cisalhamento \(G\)) controlam a velocidade das ondas: \(v_{\text{long}}=\sqrt{Y/\\rho}\) (em hastes), \(v_{\text{long, fluido}}=\sqrt{K/\\rho}\), \(v_{\text{trans}}=\sqrt{G/\\rho}\). Valores grandes implicam ondas rápidas e pequenas deformações, mas não impedem a propagação.
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