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Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – ww.simétrico.com.br 198 Pensando em Classe Pensando em Classe Questão 01 Durante o movimento oscilatório de um sistema massa mola, num certo instante a Epot do sistema é mínima. Nesse instante: a) a sua aceleração será máxima b) a força resultante será máxima c) a Ecin da caixa será máxima d) a sua velocidade será mínima e) a sua Emec será máxima Questão 02 Um sistema massa mola encontra-se em equilíbrio sobre um plano horizontal liso com a massa M na abscissa x = 0 do eixo. Em seguida, o prof Renato Brito desloca essa caixa até a posição x = + 4 m, abandonado-a a partir do repouso. O sistema passa a executar um movimento oscilatório de amplitude A = 4 m. Se a caixa tivesse sido deslocada até a posição x =+2 m e abandonada do repouso: a) o período de oscilação duplicaria; b) a freqüência de oscilação duplicaria; c) a energia mecânica do sistema se reduziria à metade; d) a energia mecânica do sistema ficaria 4 vezes menor; -4 x k 0 +4 M +2-2 e) a energia mecânica do sistema duplicaria. Questão 03 A figura mostra sistema massa-mola em equilíbrio sobre um plano horizontal liso. Os cinco pontos A, B, C, D e E são eqüidistantes e a caixa encontra-se inicialmente em repouso sobre o ponto C. Deslocando-se a caixa até o ponto D e abandonando-a a partir do repouso, percebe-se que a mesma leva um tempo T para atingir o ponto C pela primeira vez. Se, então, o prof Renato Brito deslocar a caixa até o ponto E e abandoná-la a partir do repouso, ela gastará quanto tempo para atingir o ponto A pela 1a vez ? A x k B C D E M a) T / 2 b) T c) 3T / 2 d) 2T e) 4T Questão 04 Uma partícula de massa m realiza um movimento harmônico simples de amplitude A = 30 cm, em torno da posição de equilíbrio O. Determine as elongações x para as quais a energias cinética da partícula é o dobro da energia potencial do sistema. Questão 05 (FM Santa Casa-SP) Uma bloco é preso a uma mola de massa desprezível e executa movimento harmônico simples, sem atrito com o solo horizontal. A energia potencial do sistema é zero na posição de elongação nula e pode assumir valor máximo de 60 joules durante o movimento. Quando a elongação é metade do valor da amplitude, a energia cinética do bloco, em joules, é: a) 16 b) 20 c) 30 d) 40 e) 45 Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – ww.simétrico.com.br 199 Questão 06 (ITA-SP) Dois pêndulos de comprimento L1 e L2, conforme a figura, oscilam de tal modo que os dois bulbos se encontram sempre que decorrem 6 períodos do pêndulo menor e 4 períodos do pêndulo maior. A relação L2/L1 deve ser: a) 9/4 b) 3/2 c) 2 d) 4/9 e) 2/3 1L L2 Questão 07 Numa região do espaço onde existe um campo gravitacional g e um campo elétrico E uniforme, vertical, dirigido de baixo para cima, coloca-se um pêndulo elétrico. Inicialmente, a massa pendular (m = 20 g) está neutra e oscila com uma freqüência de 10 Hz. Ao se eletrizar a massa pendular com uma carga elétrica q, nota-se que o pêndulo passa a oscilar com uma freqüência de 20 Hz. Qual o valor da carga q ? Dado: g = 10 m/s2 , E = 3.104 N/C. Questão 08 (FESP-SP) Uma mola é pendurada livremente a um ponto de suspensão no teto da sua sala de aula. Uma bola de sinuca de massa m = 200 g é cuidadosamente fixa a essa mola relaxada e abandonada da posição I. A partir desse ponto, a bola passa a oscilar em MHS vertical entre as posições extremas I e III num local onde g = 10 m/s². Se a distância entre as posições extremas I e III vale 5 cm, determine o coeficiente K da mola : a) 60 N/m b) 80 N/m c) 100 N/m d) 200 N/m e) 800 N/m Questão 09 A figura ilustra uma caixa de massa M que se desloca com velocidade escalar constante V no solo liso e sofre uma colisão frontal elástica com outra caixa idêntica que encontrava-se em repouso, conectada a uma mola ideal de constante elástica K. Com o impacto, a mola sofre uma máxima deformação A. Sobre o movimento posterior do sistema, o prof Renato Brito pede para você assinalar a alternativa correta: M K M V a) O sistema permanecerá oscilando em MHS de amplitude A e período T = 4.A / V b) O sistema permanecerá oscilando em MHS de amplitude A e período T = 2.A / V c) O sistema permanecerá oscilando em MHS de amplitude 2A e período T = 2.A / V d) As caixas colidirão duas e somente duas vezes, com um intervalo de tempo t = .A / V entre as colisões. e) As caixas colidirão duas e somente duas vezes, com um intervalo de tempo t = 2.A / V entre as colisões. Questão 10 Uma partícula executa MHS oscilando entre as posições X = –4 m e X = +4 m de um eixo cartesiano oX com período = 7,2 s. Determine quanto tempo a partícula leva para se deslocar entre as posições X1 = +2 2 m e X2 = –2 3 m executando o percurso mostrado a seguir: Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – ww.simétrico.com.br 200 a) 3,30 s b) 0,55 s c) 0,64 s d) 0,72 s e) 1,2 s +4-4 x(m) 0 x 1 x 2 (use regra de três, nada de trigonometria pura ) Questão 11 A figura mostra uma onda estacionária estabelecida em uma corda tensa. Sabendo que, a cada oscilação, o ponto em destaque da corda percorre a distância ac = 4 cm num intervalo de tempo de segundos, o prof Renato Brito pede para você determinar: a) a velocidade daquele ponto da corda ao atingir cada uma das posições a, b e c; b) a aceleração daquele ponto da corda ao atingir cada uma das posições a, b e c; a b c Questão 12 A velocidade escalar v de uma partícula que executa um movimento oscilatório varia em função de sua abscissa x, de acordo com o gráfico: a) Qual o período do movimento? b) Qual a velocidade escalar da partícula, quando sua abscissa é x = 0,50 m? 1,0 3,0 - 1,0 - 3,0 0 v (m/s) x (m) Questão 13 (UFMT 2002) Um objeto encontra-se em Movimento Harmônico Simples se sua : a) velocidade é diretamente proporcional ao período. b) velocidade é diretamente proporcional à elongação. c) aceleração é diretamente proporcional ao período. d) aceleração é diretamente proporcional à velocidade. e) aceleração é diretamente proporcional à elongação. Questão 14 O gráfico abaixo ilustra a aceleração escalar de um móvel que oscila sobre um eixo horizontal Ox entre as abscissas X = +1m a X = – 1 m. O prof Renato Brito pede para você determinar: a) O período de oscilação b) a velocidade do móvel ao passar pela posição X = 0 a(m/s2) x(m)+1 -1 +9 -9 Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – ww.simétrico.com.br 201 Questão 15 A figura abaixo ilustra dois sistemas massa-mola. Se a freqüência de oscilação do sistema 1 vale 0,1 Hz , o período de oscilação do sistema II vale: a) 1 s b) 2 s c) 3 s d) 4 s e) 5 s K I mK K II m K Questão 16 Um sistema massa mola oscila ao longo de um plano inclinado liso que forma um ângulo de 30 com a horizontal, com uma freqüência de 0,25 Hz. Em seguida, o prof Renato Brito transferiu o sistema massa mola para outro plano inclinado que forma 45 com a horizontal, fazendo uso de apenas 1/4 do comprimento da mola original. 45o m O novo período de oscilação do novo sistema será: a) 1 s b) 2 s c) 2 s d) 2 2 s e) 4 s 30o K m Simétrico Pré-Universitário – Há 23 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – ww.simétrico.com.br 202 Pensando em Casa Pensando em Casa Questão 01 Durante o movimento oscilatório de um sistema massa mola, num certo instante a velocidade da massa é mínima. Nesse instante : a) a sua aceleraçãoserá mínima b) a sua energia potencial será mínima c) a força resultante será mínima d) a sua Epot será mínima e) a sua aceleração será máxima Questão 02 (UC-MG) Na posição de equilíbrio, em um movimento harmônico simples, é máxima a: a) aceleração. b) freqüência. c) velocidade. d) o produto da velocidade pela aceleração. e) elongação. Questão 03 Um sistema massa mola encontra-se em equilíbrio sobre um plano horizontal liso com a massa M na abcissa x = 0 do eixo. Em seguida essa caixa é deslocada até a posição x = + 2 m e abandonada a partir do repouso. O sistema passa a executar um movimento oscilatório de amplitude A = 2 m. Se a caixa tivesse sido deslocada até a posição x = + 4 m e abandonada do repouso: -4 x k 0 +4 M +2-2 a) o período de oscilação duplicaria; b) a freqüência de oscilação seria maior que antes; c) a energia mecânica do sistema quadruplicaria; d) a energia mecânica do sistema não mudaria; e) a energia mecânica do sistema duplicaria. Questão 04 A figura mostra sistema massa-mola em equilíbrio sobre um plano horizontal liso. Os cinco pontos A, B, C, D e E são eqüidistantes e a caixa encontra-se inicialmente em repouso sobre o ponto C. Deslocando-se a caixa até o ponto D e abandonando-a a partir do repouso, percebe-se que a mesma leva um tempo T para atingir o ponto B pela primeira vez. Se, então, a caixa for deslocada até o ponto E e abandonada a partir do repouso, gastará quanto tempo para atingir o ponto C pela 2a vez ? A x k B C D E M a) T / 2 b)T c) 3T / 2 d) 2T e) 4T Questão 05 (ITA-SP) Uma partícula de massa m realiza um movimento harmônico simples de amplitude A, em torno da posição de equilíbrio x = 0. Considerando nula a energia potencial para a partícula em x = 0, calcular a elongação para a qual a energia cinética é igual ao dobro da energia potencial. a) 2 A x b) 2 A x c) 3 A x d) 3 A x e) 4 A x Questão 06 (PUC-SP) Um corpo está dotado de MHS, oscilando entre os pontos de abscissas – 10 cm e + 10 cm. Determine para quais valores da abscissa x a energia potencial elétrica da partícula é igual à sua energia cinética: a) + 10 cm e – 10 cm b) cm25 e cm25 c) + 5 cm e – 5cm d) cm 2 25 e cm 2 25 e) 5 3cm e 5 3cm Questão 07 (UFPE 2002) Uma massa m está presa na extremidade de uma mola de massa desprezível e constante elástica conhecida. A massa oscila em torno da sua posição de equilíbrio x = 0, com amplitude A, sobre uma superfície horizontal sem atrito. Qual dos gráficos abaixo representa melhor a energia cinética Ec, em função da posição x da massa? a) Ec x-A +A0 b) Ec x-A +A0 c) Ec x-A +A0 d) Ec x-A +A0 e) Ec x-A +A0 Questão 08 (MACK 2003) Um corpo oscila em torno de um ponto com M.H.S. de amplitude 30cm. O valor absoluto da elongação do movimento do corpo, no instante em que a energia cinética é igual a 3/4 da energia mecânica, é: a) 25cm b) 20cm c) 18cm d) 15cm e) 12cm