Portfólio - Fisica Ond e optica - PD

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ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PORTFOLIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Santos 
2021 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PORTFOLIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Civil 
da Faculdade ENIAC para a disciplina de Física 
Ondulatória e Óptica. 
 
Prof. DANIELLY ARCINI DE SOUZA 
 
 
 
 
 
 
 
Santos 
2021 
 
 
 
Respostas 
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Assunto 01 
 
Movimento harmônico simples: sistema massa mola 
 
Imagine a seguinte situação: você prende a extremidade de uma mola, 
de constante elástica k, à parede, e na outra extremidade, você acopla um bloco de 
massa m. 
O bloco fica apoiado a uma superfície horizontal paralela à mola e com atrito 
desprezível: 
 
 
 
O sistema está inicialmente em sua posição de equilíbrio, ou seja, a mola não 
está distendida nem comprimida. Você, então, puxa suavemente o bloco, distendendo 
a mola e, de um determinado ponto, o solta. 
Descreva o movimento que irá ocorrer. Qual função matemática poderia ser 
utilizada para descrever este movimento? Em que posição o bloco teria sua 
aceleração máxima? 
 
Resposta: 
 
Irá acontecer o movimento harmônico simples, nos dois extremos terão 
 
 
aceleração máxima a energia mecânica do corpo é sempre mantida 
constante, mas suas energia cinética e potencial intercambiam-se: quando a 
energia cinética é máxima, a energia potencial é mínima e vice-versa. 
 
Assunto 
 
02 Osciladores e o movimento harmônico simples 
 
A velocidade é uma das grandezas mais estudadas na física. Em uma 
colisão, a associação entre a massa e a velocidade (quantidade de 
movimento) mensura o impacto que ela exerce em uma colisão. 
Sendo assim, analise um sistema constituído por uma mola com 
constante elástica igual 800 N/m e um projétil com massa igual a 0,5 kg. 
Analise a velocidade desta colisão, considerando que o sistema oscila 
com amplitude de A=0,5 m depois da colisão. 
 
Resposta 
 
K= 800*N m =m 0,500kg 
A= 0,5m Y 2 m * V= 1 2*k*A² 
0,50*V=800*0,5² V²= √ 800 ∕ 0,5*(1∕4) V=20 
 
Assunto 03 
 
Energia em MHS 
 
O pêndulo de Foucault possibilita observar evidências do movimento 
da Terra. Quanto mais longo o pêndulo, melhor se torna a observação. 
O pêndulo de Foucault instalado no Panteão de Paris, em 1851, possuía 67 
m de comprimento e uma massa de 28 kg. 
 
 
 
 
 
Se ele for colocado a oscilar a partir de um ângulo de 15° (cerca de 0,26 rad), 
qual será sua velocidade máxima? 
 
Resposta: 
 
 V = √2*G*L( cos – cos ) 
 V = √2*9,876*67*(0,04) 
 V = 6,8m s 
 
Assunto 04 
 
Oscilações forçadas e amortecidas 
 
Para que isso seja possível primeiro é preciso encontrar a 
frequência correta fazendo com que as mesmas se igualem, com isso a 
temperatura do copo se eleva devido a ressonância vibrar e intensificar 
aquecendo as moléculas do material, como o copo não possui força elástica 
flexível o mesmo acaba rompendo vindo a se quebrar. 
Você provavelmente já ouviu relatos de que, emitindo um som de uma 
frequência muito particular, é possível quebrar uma taça de cristal. 
 
 
 
 
 
Resposta 
 
 Para que isso seja possível primeiro é preciso encontrar a frequência 
correta fazendo com que as mesmas se igualem, com isso a temperatura do 
copo se eleva devido a ressonância vibrar e intensificar aquecendo as 
moléculas do material, como o copo não possui força elástica flexível o mesmo 
acaba rompendo vindo a se quebrar. 
 
Assunto 05 
 
Movimento ondulatório unidimensional 
 
Uma antiga brincadeira de criança era conversar através de um 
telefone de lata, que consistia em duas latas com furos na base por onde 
passava um barbante, ligando uma à outra. Assim, para falar com o amigo 
que estava suficientemente longe (tão longe quanto alcançava o barbante), 
falava-se dentro de uma lata enquanto o amigo colocava a sua lata próxima 
ao ouvido. 
 
 
 
 
RESPOSTA 
 
O som se propaga através de ondas sonoras e essas pequenas ondas vão 
correr pelo fio. Por isso, a brincadeira só funciona quando o fio está bem esticado. Se 
você segurá-lo com o dedo, vai perceber que também não dá certo, porque as ondas 
vão ser barradas. No caso das ondas que se propagam pelo ar, acontece um 
fenômeno bem parecido, só que invisível. Portanto, quando um objeto vibra, faz com 
que as camadas de ar ao seu redor se movimentem, agitando as camadas vizinhas e 
assim por diante. 
As ondas sonoras, além de invisíveis, são também muito rápidas, porém não 
instantâneas. 
O som demora um tempo para ir de um lugar a outro. Já notou que quando 
vemos um raio, leva algum tempo para escutarmos o som do trovão? Isso acontece 
porque o som leva alguns segundos para percorrer a distância entre o lugar em que o 
raio ocorreu e o lugar onde estamos. 
O som perde força, pois, como se propaga em todas as direções, perde 
intensidade. No entanto, existe um modo de evitar isso: fazendo com que caminhe 
dentro de um tubo. Esse tubo pode ser de plástico, borracha ou metal, com alguns 
centímetros de diâmetro. 
Ao falarmos em uma das extremidades de um tubo, produziremos ondas 
sonoras que passarão por ele sem se espalhar, mantendo, praticamente a mesma 
intensidade e fazendo com que a pessoa na outra ponta do tubo, a uma distância de 
100 metros, por exemplo, ouça perfeitamente o que se diz, sem a necessidade de 
gritar. 
 
 
 
Assunto 06 
 
Princípio da superposição e ondas estacionárias 
 
Na praia, quando uma onda que ainda não arrebentou se aproxima, 
ela somente levanta uma pessoa, ela não a leva. Por isso, responda: isso 
acontece por que a pessoa é uma onda e se superpõe com a onda que a 
levanta? Se a resposta for não, explique o que acontece. 
 
Resposta: 
 
Quando da praia é observado o mar, é possível notar dois tipos 
diferentes de ondas: 
 
Ondulações nos locais mais distantes da praia e a arrebentação das 
ondas próxima à orla. Sabemos também que uma onda mecânica não 
transporta matéria, apenas energia. Esta situação, entretanto, não é válida 
para as ondas do mar que se propagam nos locais muito rasos. Vamos 
examinar com mais cuidado o movimento da água quando uma onda passa: 
a superfície da água em determinado ponto sobe e desce, seguindo a onda. 
Se seguíssemos o movimento de uma pequena porção de água, 
observaríamos que este é uma elipse. A água não só sobe e desce, mas 
também possui um movimento para frente e para trás com a mesma 
frequência da onda. 
O movimento da água na direção do deslocamento da onda é 
necessário para formar as cristas e os vales das ondas. Como a água não se 
comprime, o curto movimento da oscilação na direção do deslocamento da 
onda gera os acúmulos que formam as cristas e deixam os vales. 
A velocidade das ondas depende de diversos fatores. Dois fatores 
importantes são a profundidade e o comprimento de onda. Ondas em locais 
fundos têm sua velocidade proporcional à raiz quadrada do comprimento de 
onda. Portanto, podemos dizer que quanto maior o comprimento de onda, 
maior será a sua velocidade de propagação. Já em águas mais rasas, a 
 
 
velocidade de propagação da onda é proporcional à raiz quadrada da profundidade. 
Dependência da velocidade da onda com a profundidade ocasiona o 
quebramento da onda próximo das margens. Uma onda que provém de um local 
profundo vai perdendo velocidade ao se deslocar para um local mais raso. Como a 
frequência permanece igual, a perdade velocidade ocasiona uma diminuição do 
comprimento de onda. A diminuição da velocidade é acompanhada por um aumento 
da amplitude. 
 
Conclusão: