Oscilações harmônicas

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1. O que caracteriza uma oscilação harmônica simples?
A) Movimento com velocidade constante
B) Movimento repetitivo com frequência fixa
C) Movimento sem qualquer tipo de repetição
D) Movimento com aceleração variável
Resposta correta: B) Movimento repetitivo com frequência fixa
Explicação: A oscilação harmônica simples é caracterizada por um movimento
repetitivo e periódico, com uma frequência constante, como o movimento de um
pêndulo ou de uma mola.
2. Qual é a expressão para a posição de um objeto em movimento harmônico simples?
A)
x(t)=A⋅sin(ωt+ϕ)
B)
x(t)=A⋅cos(ωt+ϕ)
C)
x(t)=A⋅e
−γt
D)
x(t)=A⋅ln(ωt+ϕ)
Resposta correta: B)
x(t)=A⋅cos(ωt+ϕ)
Explicação: A posição de um objeto em movimento harmônico simples é dada pela
função
x(t)=A⋅cos(ωt+ϕ), onde
A é a amplitude,
ω é a frequência angular e
ϕ é a fase inicial.
3. O que é a frequência angular (
ω) em uma oscilação harmônica?
A) O número de ciclos por segundo
B) A velocidade máxima do oscilador
C) A taxa de variação da fase
D) A distância máxima percorrida pelo objeto
Resposta correta: C) A taxa de variação da fase
Explicação: A frequência angular, representada por
ω, é a taxa de variação da fase do movimento e está relacionada com o período
T pela equação
ω=2π/T.
4. Qual é a relação entre a frequência
f e o período
T de um movimento harmônico simples?
A)
f=
T
1
B)
f=T
OSCILAÇÕES HARMÔNICAS
C)
f=πT
D)
f=2πT
Resposta correta: A)
f=
T
1
Explicação: A frequência é o inverso do período, ou seja,
f=1/T, onde
T é o tempo para completar um ciclo completo do movimento.
5. Em uma oscilação harmônica simples, qual é a velocidade máxima do oscilador?
A)
v
max
=A⋅ω
B)
v
max
=A⋅sin(ωt)
C)
v
max
=A⋅cos(ωt)
D)
v
max
=A⋅ω
2
Resposta correta: A)
v
max
=A⋅ω
Explicação: A velocidade máxima ocorre quando o objeto está na posição de equilíbrio
e é dada por
v
max
=A⋅ω, onde
A é a amplitude e
ω é a frequência angular.
6. Qual é a aceleração máxima de um oscilador em movimento harmônico simples?
A)
a
max
=A⋅ω
2
B)
a
max
=A⋅ω
C)
a
max
=A⋅sin(ωt)
D)
a
max
=A⋅cos(ωt)
Resposta correta: A)
a
max
=A⋅ω
2
Explicação: A aceleração máxima ocorre quando o oscilador está na posição de maior
deslocamento e é dada por
a
max
=A⋅ω
2
, onde
A é a amplitude e
ω é a frequência angular.
7. Em um sistema de mola, qual é a equação para a força restauradora que age sobre o
objeto?
A)
F=−k⋅x
B)
F=k⋅x
C)
F=−m⋅g
D)
F=m⋅a
Resposta correta: A)
F=−k⋅x
Explicação: A força restauradora é proporcional ao deslocamento
x e tem direção oposta ao movimento, o que é expresso pela equação
F=−k⋅x, onde
k é a constante elástica da mola.
8. Em uma oscilação harmônica, o que é a amplitude
A?
A) A distância máxima que o objeto percorre em um ciclo
B) A frequência do movimento
C) O tempo necessário para um ciclo completo
D) A velocidade máxima do objeto
Resposta correta: A) A distância máxima que o objeto percorre em um ciclo
Explicação: A amplitude
A é a distância máxima que o objeto se desvia da posição de equilíbrio durante um ciclo
de oscilação.
9. Qual é a condição necessária para um movimento ser harmônico simples?
A) A força que age sobre o objeto é proporcional ao quadrado do deslocamento.
B) A força que age sobre o objeto é constante.
C) A força restauradora é proporcional ao deslocamento e oposta a ele.
D) A aceleração do objeto é sempre nula.
Resposta correta: C) A força restauradora é proporcional ao deslocamento e oposta a
ele.
Explicação: Para que o movimento seja harmônico simples, a força restauradora deve
ser proporcional ao deslocamento e oposta a ele, conforme a Lei de Hooke.
10. Em um sistema de oscilação harmônica simples, a energia total do sistema é:
A) Somente cinética.
B) Somente potencial.
C) A soma da energia cinética e potencial.
D) Zero.
Resposta correta: C) A soma da energia cinética e potencial.
Explicação: A energia total de um sistema em movimento harmônico simples é a soma
da energia cinética e da energia potencial. Quando o objeto está em equilíbrio, toda a
energia é potencial, e quando atinge a máxima velocidade, toda a energia é cinética.
Reforçando o aprendizado
1. O que caracteriza uma oscilação harmônica simples? A) Movimento com velocidade constante B)
Movimento repetitivo com frequência fixa C) Movimento sem qualquer tipo de repetição D)
Movimento com aceleração variável Resposta correta: B) Movimento repetitivo com frequência fixa
Explicação: A oscilação harmônica simples é caracterizada por um movimento repetitivo e periódico,
com uma frequência constante, como o movimento de um pêndulo ou de uma mola. 2. Qual é a
expressão para a posição de um objeto em movimento harmônico simples? A) x(t)=A?sin(?t+?) B)
x(t)=A?cos(?t+?) C) x(t)=A?e ??t D) x(t)=A?ln(?t+?) Resposta correta: B) x(t)=A?cos(?t+?)
Explicação: A posição de um objeto em movimento harmônico simples é dada pela função
x(t)=A?cos(?t+?), onde A é a amplitude, ? é a frequência angular e ? é a fase inicial. 3. O que é a
frequência angular ( ?) em uma oscilação harmônica? A) O número de ciclos por segundo B) A
velocidade máxima do oscilador C) A taxa de variação da fase D) A distância máxima percorrida pelo
objeto Resposta correta: C) A taxa de variação da fase Explicação: A frequência angular,
representada por ?, é a taxa de variação da fase do movimento e está relacionada com o período T
pela equação ?=2?/T. 4. Qual é a relação entre a frequência f e o período T de um movimento
harmônico simples? A) f= T 1 B) f=T C) f=?T D) f=2?T Resposta correta: A) f= T 1 Explicação: A
frequência é o inverso do período, ou seja, f=1/T, onde T é o tempo para completar um ciclo
completo do movimento. 5. Em uma oscilação harmônica simples, qual é a velocidade máxima do
oscilador? A) v max =A?? B) v max =A?sin(?t) C) v max =A?cos(?t) D) v max =A?? 2 Resposta
correta: A) v max =A?? Explicação: A velocidade máxima ocorre quando o objeto está na posição de
equilíbrio e é dada por v max =A??, onde A é a amplitude e ? é a frequência angular. 6. Qual é a
aceleração máxima de um oscilador em movimento harmônico simples? A) a max =A?? 2 B) a max
=A?? C) a max =A?sin(?t) D) a max =A?cos(?t) Resposta correta: A) a max =A?? 2 Explicação: A
aceleração máxima ocorre quando o oscilador está na posição de maior deslocamento e é dada por
a max =A?? 2 , onde A é a amplitude e ? é a frequência angular. 7. Em um sistema de mola, qual é a
equação para a força restauradora que age sobre o objeto? A) F=?k?x B) F=k?x C) F=?m?g D)
F=m?a Resposta correta: A) F=?k?x Explicação: A força restauradora é proporcional ao
deslocamento x e tem direção oposta ao movimento, o que é expresso pela equação F=?k?x, onde k
é a constante elástica da mola. 8. Em uma oscilação harmônica, o que é a amplitude A? A) A
distância máxima que o objeto percorre em um ciclo B) A frequência do movimento C) O tempo
necessário para um ciclo completo D) A velocidade máxima do objeto Resposta correta: A)