AP MHS I Fis2 2017

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Pontifícia Universidade Católica do Paraná 
 
Escola Politécnica 
 
Atividade de Aprendizagem / Oscilações - 01 
 
Curso: Eng. de Produção (Noturno) / Física II / Prof. Luís Dário Sepúlveda 
Dicas de Aprofundamento: 
 Site: [1] http://phet.colorado.edu/sims/pendulum-lab/pendulum-lab_pt_BR.html 
 [2] http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica 
 
 Leitura: Curso de Física Básica: 2 – Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor. H. Moysés Nussenzveig. 
 
1 – O Ângulo de fase (φ) – considere a função x(t) = A cos (ωt+φ) que descreve o gráfico. Para as 
condições de contorno: (t = 0) e (x(t) = x(0)). Analise: a) Se φ for (0, π, π/2 e π/4), quanto vale x(0)? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 – O “DNA” do Movimento Harmônico Simples - Considere um objeto conectado a uma 
extremidade de uma mola horizontal cuja outra extremidade é fixa. O objeto é puxado para a 
direita (no sentido dos x positivos) por uma força aplicada externamente de módulo 20 N, 
fazendo com que a mola se distenda em 1 cm. Determine (a) o valor da constante elástica; (b) 
para uma massa de 4,0 kg, determine o período com que ele oscilará se a força aplicada for 
subitamente removida; (c) determine a frequência de oscilação; (d) determine a frequência angular 
da oscilação; (e) determine a posição do objeto 0,75 s depois dele começar sua oscilação; (f) 
determine a velocidade do objeto em t = 0,75 s; (g) determine a aceleração em t = 0,75 s e (h) 
determine a força exercida sobre o corpo pela mola em t = 0,75s. ((a) 2,00 x 103 N/m; (b) 0,281 s; (c) 3,56 Hz; 
(d) 22,4 rad/s; (e) – 0, 487 cm; (f) 19,5 cm/s; (g) 243 cm/s² e (h) 9,74N) 
 
 
 
3 – Um bloco de massa M preso a uma mola horizontal com constante elástica k está se 
movendo em MHS com amplitude A1. Quando o bloco passa na posição de equilíbrio, um 
pedaço de massa de vidraceiro, massa m, caiu de uma pequena altura sobre o bloco. Determine a 
nova amplitude do movimento A2, após a massa m cair sobre o bloco M. 
 
 
 
 
 
____ Agora, veja o site [2] http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica (ver “oscilaciones”) 
 
4 – A função x = (6,0m) cos[(3π rad/s).t + π/3 rad] descreve o movimento harmônico simples 
de um corpo. Em t = 2,0 s, quais são (a) o deslocamento, (b) a velocidade, (c) a aceleração e (d) a 
fase do movimento? Quais são também (e) a frequência e (f) o período do movimento? 
((a) 3,0 m; (b) – 49 m/s; (c) – 86 m/s²; (d) 20 rad; (e) 1,5 Hz e (f) 0,67 s) 
 
 
5 – Um oscilador é formado por um bloco preso a uma mola (k = 400 N/m). Em certo instante t 
a posição (medida a partir da posição de equilíbrio do sistema), a velocidade e a aceleração do 
bloco são x = 0,100 m, v = - 13,6 m/s e a = -123 m/s². Calcule (a) a frequência de oscilação, (b) 
a massa do bloco e (c) a amplitude do movimento. ((a) 5,58 Hz; (b) 0,33 Kg; (c) 0,40m) 
 
6 – Um bloco de 4,00 kg pendurado em uma mola produz um alongamento de 16,0 cm em 
relação à posição relaxada. (a) Qual é a constante elástica da mola? (b) bloco é removido e um 
corpo de 0,500 kg é pendurado na mesma mola. Se a mola é distendida e liberada, qual é o 
período de oscilação? ((a) 245 N/m; (b) 0,284 s) 
 
7 – Uma trapezista de circo inicia seu movimento partindo do repouso com a corda formando 
um ângulo de 60° com a vertical. A corda tem 5,00 m de comprimento. Qual será a velocidade da 
trapezista no ponto mais baixo da trajetória? (7,00 m/s) 
 
 
8 – A oscilação de um corpo de 0,5 kg preso a uma mola está representada na figura abaixo. (a) 
Quanto vale a constante de força da mola? (b) Escreva a equação que descreve x(t) e, determine a 
posição do corpo, em t = 2,0 s. (c) Determine a energia potencial (U) e cinética (K) do oscilador 
em função do tempo, em t = 2,0s. ((a) 50 N/m; (b) – 3,56 cm; (c) 3,17 kJ e 0,218J)