401242-Lista_3

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01) Um bloco de massa M , em repouso numa mesa horizontal sem atrito, é ligado a um suporte 
rígido por uma mola de constante k . Uma bala de massa m e velocidade v atinge o bloco como 
mostrado na figura à seguir. A bala penetra no bloco. 
a) Determine a velocidade do bloco imediatamente após a colisão 
b) Determine a amplitude do movimento harmônico simples resultante. 
 
 
02) Um corpo oscila com movimento harmônico simples de acordo com a equação: 
 
x(t) = (6,0m) cos[(3π rad/s) t + π/3rad] 
 
(a) Em t = 2,0s , qual é o deslocamento nesse movimento? 
(b) Em t = 2,0s , qual é a velocidade nesse movimento? 
(c) Em t = 2,0s , qual é a aceleração nesse movimento? 
(d) Em t = 2,0s , qual é a fase nesse movimento? 
(e) Qual é a freqüência deste movimento? 
(f) Qual é o período deste movimento? 
 
 
03) Podemos considerar que um automóvel esteja montado sobre quatro molas idênticas, no que 
concerne às suas oscilações verticais. As molas de um certo carro estão ajustadas de forma que 
as vibrações tenham uma frequência de 3,0Hz . 
a) Qual a constante de elasticidade de cada mola, se a massa do carro é de 1450 kg e o peso 
está homogeneamente distribuído entre elas? 
b) Qual será a frequência de vibração se cinco passageiros, com média de 73 kg cada um, 
estiverem no carro? (Novamente, considere uma distribuição homogênea de peso). 
 
 
04) Um bloco de 4,0 kg está suspenso de uma certa mola, estendendo-a a 16,0 cm além de sua 
posição de repouso. 
a) Qual a constante da mola? 
b) O bloco é removido e um corpo de 0,5 kg é suspenso da mesma mola. Se esta mola for então 
puxada e solta, qual o período de oscilação? 
 
 
INSTITUTO FEDERAL DE 
EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
CEARÁ 
Campus Quixadá 
FÍSICA II – LISTA DE EXERCÍCIOS Nº 3 
Aluno: Prof.: Paulo Willyam 
Data: 13/03/2014 
ASSUNTO: MHS e Ondas 
05) Um objeto sujeito a um movimento harmônico simples leva 0,25s para ir de um ponto de 
velocidade zero até o próximo ponto onde isso ocorre. A distância entre esses pontos é de 36cm . 
(a) Calcule o período do movimento. 
(b) Calcule a freqüência do movimento. 
(c) Calcule a amplitude do movimento. 
 
 
06) O diafragma de um alto-falante está vibrando num movimento harmônico simples com a 
freqüência de 440Hz e um deslocamento máximo de 0,75mm. 
(a) Qual é a freqüência angular deste diafragma? 
(b) Qual é a velocidade máxima deste diafragma? 
(c) Qual é a aceleração máxima deste diafragma? 
 
 
07) Um sistema massa-mola oscilante tem uma energia mecânica de 1,00 J, uma amplitude de 
10,0 cm e uma velocidade máxima de 1,2 m/s. Determine: 
(a) a constante da mola 
(b) a massa 
(c) a freqüência de oscilação 
 
 
08) Determine a energia mecânica de um sistema massa mola com uma constante de mola de 1,3 
N/cm e uma amplitude de 2,4 cm 
 
 
09) Duas molas idênticas, de constante elástica 7580 N/m, estão ligadas a um bloco de massa m 
de 0,245 kg e aos dois suportes mostrados na figura abaixo. Qual a frequência de oscilação na 
superfície sem atrito? 
 
 
10) A densidade linear de uma corda vibrante é 1,6x10-4 kg/m . Uma onda transversal se propaga 
na corda e é descrita pela seguinte equação: 
y(x,t) = (0,021m) sen[(2,0m-1)x + (30s-1)t] 
 
a) Qual é a velocidade da onda? 
b) Qual é a tensão na corda? 
 
11) Uma corda uniforme de massa m e comprimento L está pendurada no teto. Sabendo que a 
velocidade de uma onda transversal na corda é função de y e é dada por gyv  . Mostre que o 
tempo que uma onda transversal leva para percorrer o comprimento da corda é dado por: 
g
Lt 2 
 
12) Uma corda sob tensão TI , oscila no terceiro harmônico com uma frequência f3 , e as ondas na 
corda têm comprimento de onda λ3. Se a tensão for aumentada para TF = 4TI e a corda for 
novamente levada a oscilar no terceiro harmônico, 
a) qual será a frequência de oscilação em termos de f3? 
b) qual será o comprimento de onda em termos de λ3? 
 
13) Uma coluna de soldados, marchando a 120 passos/min , segue a música da banda à frente do 
pelotão. Observa-se que os soldados atrás da coluna avançam com o pé esquerdo, enquanto os 
músicos da banda avançam com o pé direito. Qual o tamanho da coluna, aproximadamente? 
 
14) A velocidade do som em um certo metal é vM . Em uma extremidade de um longo tubo deste 
metal de comprimento L, se produz um som. Um ouvinte do outro lado do tubo ouve dois sons, um 
da onda que se propaga pelo tubo e outro que se propaga pelo ar. Se vS é a velocidade do som 
no ar, que intervalo de tempo Δt ocorre entre os dois sons? 
 
15) Uma pedra é jogada num poço. O som da pedra se chocando com a água é ouvido Δt= 3s 
depois. Qual a profundidade do poço? 
 
16) Uma onda sonora de comprimento de onda 40 cm entra no tubo mostrado na figura à seguir. 
Qual deve ser o menor raio r, de modo que um mínimo seja registrado no detector? 
 
 
 
17) O vigilante rodoviário B está perseguindo o motorista A por uma estrada estreita. Ambos se 
movem a velocidade de 160 km/h. O vigilante rodoviário, não conseguindo alcançar o infrator faz 
soar a sua sirene. Considera a velocidade do som no ar como sendo 343m/s e a frequência da 
sirene como sendo 500 Hz. Qual a mudança Doppler na frequência ouvida pelo motorista A? 
 
18) Um submarino francês e um submarino norte-americano movem-se um em direção ao outro, 
durante manobras em águas paradas no Atlântico Norte. O submarino francês move-se a 50,0 
km/h e o submarino americano a 70,0 km/h. O submarino francês envia um sinal de sonar (onda 
sonora na água) a 1.000 Hz. As ondas de sonar se propagam a uma velocidade de 5.470 km/h. 
a) Qual a frequência do sinal quando detectado pelo submarino norte-americano? 
b) Qual a frequência detectada pelo submarino francês do sinal refletido de volta para ele pelo 
submarino norte-americano?