L3_20221108131551

Prévia do material em texto

LISTA 3 – Movimentos Periódicos , Fenômenos Ondulatórios, Calor e 
Temperatura 
 
Valor: 10,0 pontos Data de entrega: até às 23:59 do dia 26/11 
_____________________________________________________ 
 
1. Um transdutor ultrassônico (uma espécie de alto-falante), usado para diagnóstico médico, oscila 
com uma frequência igual a 6, 7 MHz = 6, 7 x 106 Hz. Quanto dura uma oscilação e qual é a 
frequência angular? 
 
 
2. Os amortecedores de um carro velho de 1.000 kg estão completamente gastos. Quando uma 
pessoa de 980 N sobe lentamente no centro de gravidade do carro, ele se abaixa 2,8 cm. Quando 
essa pessoa está dentro do carro durante uma colisão com um quebra- molas, o carro oscila 
verticalmente com MHS. Crie um modelo do carro e da pessoa como um único corpo sobre uma 
única mola e calcule o período e a frequência da oscilação. 
 
 
3. Calcule a frequência e o período de um pêndulo simples de 1,000 e 
m de comprimento em um local onde g = 9,8 m/s2. 
 
 
4. Quando um corpo de massa desconhecida é ligado a uma mola ideal cuja constante é igual a 
120 N/m, verifica-se que ele oscila com uma frequência igual a 6,00 Hz. Ache (a) o período; (b) a 
frequência angular; ( c) a massa do corpo. 
 
 
5. Um oscilador massa-mola tem amplitude do movimento de 2mm, pulsação de 2π, e não existe 
defasagem de fase. Quando t=10s, qual a elongação do movimento? 
 
6. A Terra demora 1 ano para completar uma volta ao redor do Sol. Este é chamado um 
movimento periódico e 1 ano é o período do movimento. Qual é a frequência do movimento da 
Terra em torno do Sol? Considere 1 ano = 365 dias. 
7. Um pêndulo demora 0,5 segundo para restabelecer sua posição inicial após passar por todos 
os pontos de oscilação, qual sua frequência? 
 
8. Dada a função horária da elongação: 
 
Sabendo que todos os valores se encontram em unidades do SI responda: 
a) Qual a amplitude do movimento? 
b) Qual a pulsação do movimento? 
c) Qual o período do movimento? 
d) Qual a fase inicial do movimento? 
e) Quando t=2s qual será a elongação do movimento? 
 
9. Um oscilador harmônico tem sua elongação descrita pela seguinte equação: 
 
 
Sendo todas as unidades encontradas no SI. Qual a velocidade do movimento nos instantes t=2s 
e t=10s? 
10. Qual a força exercida em um oscilador massa-mola de amplitude 0,6m, com massa 0,5kg, 
tendo um período de 3 segundos, quando sua elongação é máxima? 
 
11. Qual o período e a frequência de um pêndulo simples, que tem comprimento de 0,25m? 
Considere g=10m/s². 
 
12. Um corpo de 1,0 m de comprimento está fixo em suas extremidades e vibra na configuração 
estacionária conforme a figura. Sabendo que a frequência de vibração é igual a 1000Hz, determine 
a velocidade de propagação da onda nessa corda. 
 
13. Numa corda homogênea, com suas extremidades fixas no laboratório, se estabelece uma onda 
estacionária. 
 
 
 
 
Nesta situação, a corda vibra entre as duas posições extremas, indicadas pelas linhas contínua e 
tracejadas na figura a seguir. Sabendo que a corda se alterna entre essas duas posições a cada 
0,50s, determine a velocidade de propagação das ondas ao longo da corda. 
 
14. Uma corda feita de um material cuja densidade linear é 10g/m está sob tensão provocada por 
uma fora de 900N. Os suportes fixos distam 90cm. Faz-se vibrar a corda transversalmente e esta 
produz ondas estacionárias, representadas na figura a seguir. 
 
Determine a frequência das ondas componentes, cuja superposição causa esta vibração. 
 
15. A nota lá da escala cromática musical é tida como referência na afinação dos instrumentos. No 
violão comum de 6 cordas, a quinta corda (segunda de cima para baixo), devidamente afinada, 
emite a nota lá vibrando com frequência de 220 Hz. Se o instrumentista colocar seu dedo num 
traste localizado a meia distância dos extremos desta corda e percuti-la, ele ouvirá a nota lá 
vibrando com frequência de 
 
(A) 440 Hz, mantida a velocidade de propagação da onda formada. 
(B) 110 Hz, mantida a velocidade de propagação da onda formada. 
(C) 440 Hz, com velocidade de propagação da onda dobrada. 
(D) 110 Hz, com velocidade de propagação da onda dobrada. 
(E) 440 Hz, com velocidade de propagação da onda reduzida à metade. 
 
16. A temperatura corporal humana pode variar, aproximadamente, entre 35ºC e 42ºC na escala 
Celsius. 
 
a) Determine os valores desses limites na escala absoluta Kelvin. 
b) Calcule a variação quando a temperatura de uma pessoa se altera do valor mínimo para o 
valor máximo 
. 
17. O gráfico representa a relação entre uma escala de temperatura arbitrária x e a escala Celsius. 
Na escala X, ao nível do mar a temperatura de fusão do gelo e a ebulição da água valem 
respectivamente: 
 
 
Na escala X, ao nível do mar a temperatura de fusão do gelo e a ebulição da água valem 
respectivamente: 
a) 100 e 0 
b) 60 e 40 
c) 60 e -40 
d) 0 e 100 
e) -40 e 60 
 
18. Uma barra de cobre, homogênea e uniforme mede 20m, a 0ºC. 
a) Calcule a variação do comprimento dessa barra, em milímetros, quando aquecida a 50ºC. 
b) qual foi o comprimento final da barra, em metros, no intervalo de temperatura considerado? 
 
19. Uma moeda, fabricada com níquel puro, está á temperatura ambiente 20ºC. ao ser levada a um 
forno, ela sofre acréscimo de 1% na sua área de sua superfície. Qual a temperatura do forno? 
Dado: coeficiente de dilatação linear do níquel é igual a 12,5x10-6 ºC-1. 
 
 
20. Ao aquecermos um sólido de 20ºC a 80ºC, observamos que seu volume aumenta 0,09% em 
relação ao volume inicial. Qual é o coeficiente de dilatação linear de que é feito o sólido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gabarito 
 
1. T= 0,15µs e f = 4,2x107rad/s 
 
2. T= 1,1s e f = 0,90 HZ 
 
3. T= 2,007s e f = 0,4983 HZ 
 
4. a) T= 0,1666s b) Ꙍ = 37,69rad/s c) m= 0,085kg 
 
5. X = 2mm 
 
6. f = 3,17x10-8Hz 
 
7. f = 2,0 Hz 
8. a) A =3m b) Ꙍ = 5π c)= T = 0,4s d) Ф = 
𝜋
4
 e) x= 2,12m 
9. Para t=2s V = - 0,393m/s e para t=10s V = - 0,393m/s 
10. F = -1,31N 
11. T= 0,99s e f= 1,01HZ 
12. V = 500m/s 
 
13. V = 10m/s 
 
14. f = 500 Hz 
 
15. alternativa (a) 
 
16. a) 308K e 315K b) 7ºC e 7K 
 
17. alternativa (a) 
 
18. a) 16mm b) 20,016m 
 
19. 420ºC 
 
20.α = 5,0x10-6 ºC-1