LISTA FISICA 2 - MHS

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<p>Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia</p><p>Campus: Lauro de Freitas Curso: Engenharia de Energia</p><p>Aluno:</p><p>Disciplina: Física II Profº João Rodrigues</p><p>1. Um corpo oscila com um MHS ao longo do eixo dos x. O seu deslocamento varia</p><p>com o tempo de acordo com a equação:</p><p>X = (4,0m) cos( t  /4)</p><p>Determine a amplitude, frequência e período do movimento.</p><p>Calcule o deslocamento, a velocidade e a aceleração do corpo para t=1,0s</p><p>Calcule o deslocamento do corpo entre t=0 e t=1,0s</p><p>2. A extremidade esquerda de uma mola horizontal é mantida fixa. Ligamos um</p><p>dinamômetro na extremidade livre da mola e puxamos para a direita (figura a);</p><p>verificamos que a força que estica a mola é proporcional ao deslocamento e que</p><p>uma força de 6,0 N produz um deslocamento igual a 0,030 m. A seguir, removemos</p><p>o dinamômetro e amarramos a extremidade livre a um corpo de 0,50 kg, o puxamos</p><p>até uma distância de 0,020 m para a direita ao longo de um percurso sem atrito e</p><p>o liberamos do repouso (figura b) .</p><p>a) Calcule a força constante k da mola.</p><p>b) Calcule a frequência angular, a frequência f e o período T da oscilação</p><p>resultante.</p><p>No instante t=0 s, X(0) =0,015m e v(0)=0,40m/s.</p><p>c) Calcule o período, a amplitude e o ângulo de fase do movimento.</p><p>d) Escreva as equações para o deslocamento, a velocidade e a aceleração em função</p><p>do tempo.</p><p>3. Quando um corpo de massa desconhecida é ligado a uma mola ideal cuja</p><p>constante é igual a 120 N/m, verifica-se que ele oscila com uma frequência igual a</p><p>6,00 Hz. Ache</p><p>a) o período;</p><p>b) a frequência angular;</p><p>c) a massa do corpo.</p><p>4. Um objeto executa um MHS com período de 0,900 s e amplitude igual a 0,320 m.</p><p>Em t = 0, o objeto está em x = 0,320 m e instantaneamente em repouso. Calcule o</p><p>tempo gasto para o objeto passar a) de x = 0,320 m para x = 0,160 m</p><p>b) de x = 0,160 m para x = 0.</p><p>5. Uma massa de 1,50 kg oscilando em uma mola tem o deslocamento em função do</p><p>tempo dado pela equação</p><p>x(t) = (7,40 cm) cos [(4,16 rad/s)t – 2,42]</p><p>Encontre:</p><p>a) o tempo de uma vibração completa;</p><p>b) a constante de força da mola;</p><p>c) a velocidade máxima da massa;</p><p>d) a força máxima sobre a massa;</p><p>e) posição, velocidade e aceleração da massa em t = 1,00 s;</p><p>f) a força sobre a massa nesse instante.</p><p>6. Uma corda de guitarra vibra a uma frequência de 440 Hz. Um ponto em seu centro</p><p>move-se em MHS com uma amplitude de 3,0 mm e um ângulo de fase de zero.</p><p>a) Escreva uma equação para a posição do centro da corda em função do tempo.</p><p>b) Quais são os valores máximos dos módulos da velocidade e da aceleração do</p><p>centro da corda?</p><p>c) A derivada da aceleração em função do tempo é uma quantidade chamada de</p><p>sacudida. Escreva uma equação para a sacudida do centro da corda em função do</p><p>tempo e encontre o valor máximo do módulo da sacudida.</p><p>7. Um corpo de 175 g sobre um trilho de ar horizontal, sem atrito, é preso a uma mola</p><p>fixa ideal de constante 155 N/m. No instante em que você efetua medições sobre</p><p>o corpo, ele está se movendo a 0,815 m/s e está a 3,0 cm de seu ponto de</p><p>equilíbrio. Use a conservação da energia para achar</p><p>a) a amplitude do movimento</p><p>b) a velocidade máxima do corpo.</p><p>c) Qual é a frequência angular das oscilações?</p><p>8. Um bloco de massa M= 5,4 kg, em repouso sobre uma mesa horizontal sem atrito,</p><p>está ligado a um suporte rígido através de uma mola de constante elástica k =</p><p>6000N/m. Uma bala de massa m= 9,5 g e velocidade 630 m/s atinge o bloco e fica</p><p>alojada nele, conforme a figura. Supondo que a compressão da mola é desprezível</p><p>até a bala se alojar no bloco, determine:</p><p>a) A velocidade do bloco imediatamente após a colisão</p><p>b) A amplitude do movimento harmônico simples resultante.</p><p>9. Duas molas estão ligadas entre si e a um bloco de massa 0,245 kg que oscila em</p><p>um piso sem atrito. As duas molas possuem uma constante elástica k = 6430 N/m.</p><p>Qual é a frequência das oscilações.</p><p>10. Uma partícula de 10 g executa um MHS com uma amplitude de 2,0 mm, uma</p><p>aceleração máxima de módulo 8,0 . 103</p><p>𝑚</p><p>𝑠2 e uma constante de fase desconhecida</p><p>(ângulo de fase) φ. Quais são:</p><p>o período do movimento?</p><p>a velocidade máxima da partícula?</p><p>a energia mecânica total do oscilador?</p><p>Qual é o módulo da força que age sobre a partícula quando ela está em seu</p><p>deslocamento máximo?</p><p>E quando está na metade do deslocamento?</p>