exercicíos de física avançada

Prévia do material em texto

Pendulo Simples
Questões Pré-teste
1) É correto afirmar sobre o movimento de pêndulo simples:
As dimensões do corpo preso ao fio são desprezíveis quando comparadas ao
comprimento deste;
2) Com relação ao período do movimento do pêndulo para pequenas
oscilações. É correto afirmar sobre aumento da massa do corpo que é
fixado ao fio:
O período não sofrerá alteração com o aumento da massa;
3) Define-se movimento harmônico simples:
Movimento harmônico simples é o deslocamento periódico de um móvel sobre
uma mesma trajetória, indo e vindo para um lado e para outro em relação a
uma posição média de equilíbrio;
4) Quando o pêndulo realiza um período de oscilação completo?
Ocorre quando o pêndulo, ao realizar o movimento, retorna para a sua posição
inicial;
5) Com relação ao comprimento do fio que compõe o pêndulo é incorreto
afirmar:
O período de oscilação é inversamente proporcional ao comprimento do fio.
Questões Pós-Teste
1) Qual a função do transferidor no experimento que você realizou?
Auxiliar no posicionamento do pêndulo na angulação correta;
2) Considere um pêndulo realizando pequenas oscilações. O
comprimento do fio “L” é de 2,5m, g é igual a 10 m/s² e π = 3,14. Encontre
o período de oscilação do pêndulo.
3,1s;
3) Qual a influência do aumento do ângulo do pêndulo simples no período
de oscilação do movimento?
O ângulo não exerce influência no período de oscilação do movimento de
pêndulo simples.
4) Considere um pêndulo simples, de comprimento L e período de
oscilação T. Para que o período de oscilação passe a valer 2T, o
comprimento do pêndulo deve ser aumentado para:
4L;
5) Tem-se dois pêndulos simples iguais posicionados na mesma
angulação e um é levado até a lua. O que este apresentaria de diferente
do pêndulo que ficou na terra ao realizarem o mesmo movimento
oscilatório?
O período de oscilação do pêndulo levado a lua é maior que o deixado na terra;
Pendulo Físico
Questões Pré-teste
1) Complete as lacunas:
“O pêndulo físico é um corpo _________________suspenso por um ponto,
que realiza movimentos _______________em um plano vertical, em torno
de um eixo __________________passando por este ponto.”
Rígido - oscilatórios – horizontal;
2) Sobre pêndulo físico, assinale a alternativa correta:
I – Qualquer corpo rígido suspenso por um ponto, que realiza um
movimento oscilatório em um plano vertical em torno de um eixo é
chamado de pêndulo físico.
II – Qualquer corpo rígido suspenso por um ponto, que realiza um
movimento paralelo em um plano vertical, em torno de um eixo é
chamado de pêndulo físico.
III – Pêndulo físico é usado para medidas precisas de aceleração.
I e III;
3) Assinale a alternativa que apresenta a equação de período de
oscilações de um pêndulo físico:
T = 2π√(I / mgh).
4) Descreva o movimento oscilatório realizado pelo pêndulo físico:
O movimento oscilatório acontece quando o sentindo do movimento se alterna
periodicamente, porém a trajetória é a mesma para ambos os sentidos.
5) Avalie a afirmativa abaixo e caracterize como verdadeira ou falsa:
“Num pêndulo físico a massa oscilante não pode ser considerada como
puntiforme. A forma do corpo e a distribuição de massa são levadas em
conta para a determinação do período de oscilação.”
Verdadeira.
Questões Pós-Teste
1) Determine o período de oscilação de um pêndulo físico sabendo que:
O momento de inércia do pêndulo é de 4 g.m²;
A massa do pêndulo é de 2 g;
A distância entre o centro de massa e o centro de rotação é de 1,25 m;
Considere a aceleração da gravidade de 10 m/s² e π = 3.
2,4s.
2) Com base nos conhecimentos adquiridos com a realização do
experimento realizado, qual das definições abaixo exprime melhor o
conceito de pêndulo físico?
Pêndulo físico consiste em um corpo rígido que oscila em torno de um eixo
horizontal perpendicular ao eixo de oscilação. Este corpo rígido pode
apresentar diferentes formatos, além de uma barra retangular;
3) Conforme visto no experimento, quando o pêndulo físico foi
posicionado no centro de gravidade (CG), houve oscilação?
Não, se o eixo de suspensão passar pelo centro de gravidade, o corpo não
oscila, todavia ele pode girar livremente em torno deste ponto;
4) Encontre o período de oscilação do pêndulo físico utilizando os dados
abaixo:
Dados:
I = 1 g.m²;
m = 2 g;
g = 10 m/s²;
h = 0,2 m;
Considere π = 3.
3s.
5) Entre os objetos abaixo qual mais se assemelha a um pêndulo físico?
Relógios antigos.
Lei de Hooke
Questões Pré-teste
1) Dentre as alternativas abaixo, qual a que descreve a Lei de Hooke?
A deformação elástica de uma mola é diretamente proporcional à força
aplicada sobre a mesma; essa é a descrição da fórmula da Lei de Hooke.
2) Quando uma mola não recupera suas dimensões originais após sofrer
uma deformação causada por uma força externa, diz-se que sofreu uma
deformação?
Plástica; A deformação plástica implica em uma deformação permanente e,
portanto, a mola não restaura suas dimensões originais.
3) Qual das alternativas abaixo melhor descreve o campo de aplicação da
lei de Hooke?
A lei de Hooke se aplica ao estudo da deformação de corpos elásticos; A Lei de
Hooke determina a deformação sofrida por um corpo elástico quando
submetido de uma força.
4) Para se utilizar a lei de Hooke é preciso utilizar unidades de medida
apropriadas às grandezas estudadas. Sendo assim, quais das unidades
abaixo correspondem à cada elemento da fórmula?
F = N
Δl = m
k = N/m
Neste caso utilizam-se unidades coerentes. (N) para a Força, (m) para a
deformação sofrida, e (N/m) para a constante elástica.
5) Dado a constante elástica de uma mola, o gráfico da força pela
deformação da mola será:
Uma linha reta; por ser uma função de primeiro grau, o gráfico será uma linha
reta;
Questões Pós Teste
1) Para molas sujeitas a ação de um mesmo peso, quanto maior o valor da
constante elástica da mola:
Menor será a deformação da mola; A constante elástica da mola é
inversamente proporcional a taxa de deformação da mesma, quando
submetida a ação de uma força peso.
2) Qual o valor da constante elástica de uma mola cuja deformação é de
0,1m quando submetida a uma força de 1,5N?
15N/m; utilizando a equação da lei de Hooke encontra-se o valor da constante
da mola em questão, sendo igual a 15N/m.
3) Certa mola M1 é submetida a uma deformação de 50 cm quando sujeita
a ação de uma força peso P1. Se fosse montado um esquema com duas
molas M2 e M3 (iguais a M1) associadas em paralelo e sujeitas a mesma
ação da força peso P1, sua deformação seria:
A metade da deformação sofrida por M1.
Com base na lei de Hooke para associações em paralelo, tem-se que a
deformação sofrida pelas molas M2 e M3 é a metade da deformação sofrida
pela mola M1.
4) Interprete o gráfico abaixo e responda qual é a constante elástica da
mola Mx?
50 N/m; Utilizando a lei de Hooke e analisando a deformação sofrida pela mola
e as unidades de medida apropriadas, a constante elástica da mola é igual a
50N/m.
5) Certa mola M1 é submetida a uma deformação de 10 cm quando sujeita
a ação de uma força peso P1. Se fosse montado um esquema com duas
molas M2 e M3 (iguais a M1) associadas em série e sujeitas a mesma ação
da força peso P1, sua deformação seria:
O dobro da deformação sofrida por pela mola M1; em uma associação de
molas em série a constante elástica resultante diminui e, portanto, a
deformação final deve ser maior. Neste caso, como as molas são iguais, a
deformação final é o dobro da deformação sofrida pela mola M1 apenas.
Ondas Mecânicas
Questões Pré-teste
1) Dentre as características de uma onda sonora podemos citar:
Precisa de um meio para se propagar e as partículas oscilam na direção de
propagação da onda.
2) É correto afirmar que uma onda sonora transporta:
Energia;
3) Sobre as ondas sonoras podemos afirmar:
A sua velocidade de propagação pode sofrer influência da temperatura
ambiente;
4) Em relação ao comprimento de uma onda sonora é correto afirmar que:
Comprimento de onda é a distância percorrida por esta onda durante um
intervalo de tempo iguala um período. Equivale à distância entre dois pontos
consecutivos de máximo, crista, ou de mínimo, vale;
5) As ondas sonoras são classificadas como ondas:
Mecânicas.
Questões Pós-Teste
1) Qual a função do fone de ouvido utilizado neste experimento?
Identificar os máximos de intensidade sonora;
2) O que acontece com a velocidade do som à medida que a frequência
sonora aumenta?
Permanece a mesma;
3) Qual a função do alto-falante no seu experimento?
Converter sinal elétrico em ondas sonoras;
4) “Uma fonte emissora consegue emitir ondas em frequências muito
próximas à frequência de oscilação natural de um receptor”. Qual é esse
fenômeno?
Ressonância;
5) Qual equipamento foi utilizado para gerar um sinal elétrico com a
frequência selecionada neste experimento?
Gerador de sinal;
Ângulo Limite e Refração da Luz
Questões Pré-teste
1) Qual das situações abaixo melhor representa a definição de ângulo
limite de refração?
Quando o raio refratado forma um ângulo de 90° com a reta normal.
2) Considerando a lei de Snell-Descartes, que relaciona os índices de
refração dos meios com os senos dos ângulos dos raios de luz incidente
e refratado (n1.senθ1 = n2.senθ2), podemos afirmar que:
Se n1 = 1 (índice de refração no vácuo), quanto maior for n2 maior será
também o desvio que sofrerá o raio luminoso;
3) Qual dessas condições é necessária para que ocorra a reflexão total da
luz?
O ângulo de incidência deve ser maior que o ângulo limite;
4) A transmissão de dados por fibra óptica só é possível pelas sucessivas
reflexões que os sinais ópticos sofrem no interior de sua estrutura. Os
sinais se propagam no interior da fibra (núcleo) e sofrem reflexão ao
atingir a superfície de separação deste núcleo com o revestimento. Para
que ocorra a reflexão total, é necessário que:
O núcleo tenha índice de refração maior do que o do revestimento;
5) Sobre a propagação da luz de um meio para outro com diferentes
índices de refração, pode-se afirmar que:
O feixe de luz sofre uma alteração em sua velocidade ao ser refratado;
Questões Pós-Teste
1) Qual a função do transferidor no experimento realizado?
Ajustar a posição da lente, possibilitando a medição dos ângulos dos raios
incidente e refratado;
2) Ao se propagar de um meio de menor índice de refração como o ar,
para um meio de maior índice de refração como uma lente de acrílico,
qual o comportamento do raio luminoso?
Se aproxima da reta normal à superfície de separação.
3) Um feixe de luz proveniente do ar incide em um líquido com um ângulo
de incidência de 60°. O ângulo de refração do feixe de luz é de 30°, sendo
o índice de refração do ar igual a 1,0. Determine o índice de refração do
líquido:
√3;
4) Realizando a medição do ângulo limite, o que podemos dizer sobre os
meios de propagação da luz no experimento?
A relação entre os índices de refração do ar e da lente alteram o ângulo limite;
5) Qual a importância de realizar a experiência com diferentes valores de
ângulos de incidência no cálculo do índice de refração?
Reduzir o efeito dos possíveis erros na medida tomando um valor médio entre
os valores encontrados;