10. A levitação acústica consiste no emprego de ondas acústicas para exercer força sobre objetos e com
isso mantê-los suspensos no ar, como a formiga representada na figura A, ou movimentá-los de forma
controlada. Uma das técnicas utilizadas baseia-se na formação de ondas acústicas estacionárias entre duas
placas, como ilustra a figura B, que mostra a amplitude da pressão em função da posição vertical.
a)
b)
As frequências de ressonância acústica entre duas placas, ou num tubo fechado nas duas
. nv ns .
extremidades, são dadas por f = 2.º sendo L a distância entre as placas, v = 340 m/s a velocidade
do som no ar, e N um número inteiro positivo e não nulo que designa o modo. Qual é a frequência do
modo ilustrado na figura Bº?
A força acústica aplicada numa pequena esfera aponta sempre na direção Z e no sentido do nó de
pressão mais próximo. Nas proximidades de cada nó, a força acústica pode ser aproximada por
F,, =-kAz, sendo K uma constante e Az=z-z,,. Ou seja, a força aponta para cima (positiva)
ac
quando a esfera está abaixo do nó ( Az negativo), e vice-versa. Se k = 6,0x 10“ N/m e uma esfera de
massa m =1,5x 10º kg é solta a partir do repouso na posição de um nó, qual será a menor distância
percorrida pela esfera até que ela volte a ficar instantaneamente em repouso? Despreze o atrito viscoso
da esfera com o ar.
pressão