Oscilações em Física II

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Escola Colegio Estadual Barao Do Rio Branco

Samuel Coutinho

14/05/2024

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CENTRO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES
UNIDADE ACADÊMICA DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA
F ÍSICA II
DATA: 26 DE ABRIL DE 2024
Oscilações
1. Um objeto em movimento harmônico simples tem uma amplitude de 4cm e uma frequência
de 1 Hz. Em t = 0s, ele está na sua posição mais negativa. Escreva a função para x(t) que
descreve a posição do objeto.
2. Um bloco que oscila numa mola tem um perı́odo T = 2s. Qual é o perı́odo se:
a) A massa do bloco for duplicada?
b) O valor da constante da mola é quadruplicado?
c) A amplitude de oscilação é duplicada enquanto m e k se mantêm inalterados?
3. Uma partı́cula que se move com um movimento harmônico simples de amplitude 0,15m
oscila 100 vezes por segundo. Qual é a sua frequência angular?
Calcule
a) a sua velocidade,
b) a sua aceleração e
c) a sua fase, quando o seu deslocamento é de 0,075 m.
4. Uma partı́cula de 0,50 kg está em MHS. Seu perı́odo é de 0,1s e sua amplitude é de 10 cm.
Calcule a aceleração, a força, a energia potencial e a energia cinética quando a partı́cula está
a 5 cm da posição de equilı́brio.
5. Uma partı́cula de 4 kg se move ao longo do eixo X sob a ação da força,
F = −
(
π2
16
)
x
Quando t = 2s a partı́cula passa pela origem, e quando t = 4s sua velocidade é 4ms−1 .
(a) Encontre a equação do deslocamento x(t).
(b) Mostre que a amplitude do movimento é 32
√
2/πm.
6. Escreva a expressão para a velocidade e a aceleração de um oscilador amortecido cujo des-
locamento é dado por
x(t) = Ae−αt sin(ωt).
7. A figura (1) mostra um gráfico de posição- versus-tempo para uma partı́cula em MHS. Quais
são (a) a amplitude A,
(b) a frequência angular ω
(c) a velocidade v, e
(c) a constante de fase ϕ?
Figura 1:
”So next time someone complains that you have made a mistake, tell him that may be a good
thing. Because without imperfection, neither you nor I would exist.”
Stephen Hawking (Into the Universe with Stephen Hawking, Discovery Channel, 2010.)
Douglas Fregolente
Fı́sica II - 2022.2e