Portfólio - Física Ondulatória e Óptica

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ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
 
LUCAS HENRIQUE GOMES DOS SANTOS - RA 244102013 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PORTFÓLIO 
RESOLUÇÃO DOS DESAFIOS 1, 2, 3, 4, 5 E 6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Guarulhos 
2021 
 
 
 
 
 
 
LUCAS HENRIQUE GOMES DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PORTFÓLIO 
RESOLUÇÃO DOS DESAFIOS 1, 2, 3, 4, 5 E 6 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia de 
Produção do Centro Universitário ENIAC para a disciplina 
Física: Ondulatória e Óptica. 
 
Prof. Maria Cristina Tagliari Diniz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Guarulhos 
2021 
 
 
 
Respostas 
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Desafio 1 
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(ões) o bloco teria sua 
aceleração máxima? 
 
Resposta: 
De acordo com a Lei de Hooke, ao aplicarmos uma determinada força à uma 
mola, ela será capaz de deformá-la, produzindo uma força contrária à força externa, 
que é chamada de força elástica. Essa força aumenta, conforme a deformação da 
mola. Para calcular a força elástica, utiliza-se o seguinte cálculo: 
 
 
 
 
 
Sendo: 
Fel – força elástica (N) 
k – constante elástica (N/m) 
x – deformação da mola (m) 
 
O sinal negativo, refere-se ao sentido da força elástica, que será sempre oposto 
à variação de comprimento sofrida pela mola (x). Se a variação for positiva, a força 
será negativa, sendo sempre o oposto. 
Ao alcançar o ponto de equilíbrio, a mola não irá parar, devido à velocidade 
adquirida pelo bloco, irá oscilar em torno da posição de equilíbrio indefinidamente, ou 
até que a energia se dissipe. 
 
Desafio 2 
 
 
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: 
 
𝑉 = 
√800
0,5
 . 0,5 𝑉 = √1600 . 0,5 
 
40.0,5 = 20 m/s 
 
 
 
Desafio 3 
 
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 = 6,8 m/s 
 
A velocidade máxima será de 6,8 m/s, ao oscilar a partir de um ângulo de 15º. 
 
Desafio 4 
 
Você provavelmente já ouviu relatos de que, emitindo um som de uma 
frequência muito particular, é possível quebrar uma taça de cristal. 
 
 
 
 
 
Resposta: 
A voz é uma onda sonora que emite vibrações, para que esse fenômeno 
ocorra, é necessário que as vibrações coincidam com a frequência da taça de cristal, 
quando ocorre a superposição de ondas, a temperatura da taça se eleva devido a 
ressonância produzida, o que ocasiona o aquecimento das moléculas do material, que 
no caso da taça, por não possuir força elástica, acaba rompendo (quebra). 
 
Desafio 5 
 
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, é uma onda mecânica que ao ser aplicado dentro de um objeto, no 
caso uma lata, irá emitir uma onda sonora que irá se propagar pelo fio através de 
vibração, chegando até a outra lata. Ao chegar até o outro lado, nossos ouvidos 
captam essas vibrações de som e as enviam para o cérebro que as processa. 
 
Desafio 6 
 
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: 
Não, a pessoa apenas será levantada e não levada. O que ocorre é que quando 
se aproxima da margem, as ondas ficam mais lentas, em virtude de a refração da 
água diminuir, em virtude da profundidade que também diminui. 
 
 
 
 
 
Conclusão 
 
O presente trabalho, teve como objetivo a fixação da disciplina estudada, 
assim como aprimoramento na capacidade de resolução de problemas. Sendo ainda 
de extrema importância como exercício do conteúdo apresentado e um importante 
contribuinte no estudo de fenômenos naturais. 
 
Referências 
 
FÍSICA: Ondulatória e Óptica. ed. ENIAC, São Paulo, 2021. 
HELERBROCK, Rafael. "Lei de Hooke"; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-de-hooke.htm. Acesso em 19 de setembro de 
2021. 
"Quebrando uma Taça com a Voz"; Show da Física. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-de-hooke.htm. Acesso em 20 de setembro de 
2021.