Exercicios Física IV Lista 1 (1)

Prévia do material em texto

Disciplina: Física IV Prof.: Anderson Freitas
Primeira Lista de Exercícios
QUESTÃO 01
Qual é a aceleração máxima de uma plataforma que oscila com uma amplitude de 2,20 cm e uma freqüência de 6,60 Hz?
R: 37,8 m/s2
QUESTÃO 02
Em um barbeador elétrico a lâmina se move para frente e para trás, ao longo de uma distância de 2,0 mm, em um movimento harmônico simples com uma freqüência de 120 Hz. Determine (a) a amplitude, (b) a velocidade máxima da lâmina e (c) a aceleração máxima da lâmina.
R: (a) 1 mm (b) 0,75 m/s (c) 5,7 x 102 m/s2
QUESTÃO 03
Um oscilador é formado por um bloco com uma massa de 0,5 kg ligado a uma mola. Quando é posto em oscilação com uma amplitude de 35,0 cm o oscilador repete o movimento a cada 0,5 s. Determine: (a) o período, (b) a freqüência (c) a freqüência angular, (d) a constante elástica, (e) a velocidade máxima e (f) o módulo da força máxima que a mola exerce sobre o bloco.
R: (a) 0,5 s (b) 2,0 Hz (c) 12,6 rad/s (d) 79,4 N/m (e) 4,4 m/s (f) 27,8 N
QUESTÃO 04
Determine a energia mecânica de um sistema bloco-mola com uma constante elástica de 1,3 x 102 N/m e uma amplitude de oscilação de 2,4 cm.
R: 37 mJ
QUESTÃO 05
Um objeto de 5,0 kg que repousa em uma superfície horizontal sem atrito está preso a uma mola com k = 1000 N/m. O objeto é deslocado horizontalmente 50,0 cm a partir da posição de equilíbrio e recebe uma velocidade inicial de 10,0 m/s na direção da posição de equilíbrio. Quais são (a) freqüência do movimento (b) A energia potencial inicial do sistema bloco-mola, (c) a energia cinética inicial, (d) a amplitude do movimento e (e) a velocidade máxima do bloco.
R: (a) 2,25 Hz (b) 125 J (c) 250 J (d) 86,6 cm (e) 12,2 m/s
QUESTÃO 06
Uma partícula realiza um MHS tal que sua velocidade máxima é 10 m/s e sua aceleração máxima é 40 m/s2. Determine (a) sua amplitude e (b) a freqüência do movimento.
R: (a) 2,5 m (b) 0,64 Hz
QUESTÃO 07
Um móvel descreve um MHS cuja freqüência é de 5 Hz. Sabendo-se que a velocidade máxima do móvel é 60 cm/s, determine o módulo de sua aceleração máxima.
R: amax = 1875,2 cm/s2
QUESTÃO 08
Edifícios muito altos utilizam amortecedores de massa para combater as oscilações. Suponha que um bloco, utilizado para este fim, possui massa m = 2,72 x 105 kg e foi projetado para oscilar em uma freqüência f = 10 Hz e com uma amplitude xm = 20,0 cm.
(a) Qual é a energia mecânica total do sistema bloco-mola?
(b) Qual é a velocidade do bloco ao passar pelo ponto de equilíbrio?
R: (a) Emec = 2,1 x 107 J, (b) v = 12,6 m/s
QUESTÃO 09
Uma mola horizontal presa a um bloco de massa 2,0 kg sofre um alongamento de 8,0 cm de seu estado de equilíbrio quando se aplica uma força de 4,0 N. Abandonando-se o conjunto, o corpo começa a oscilar, efetuando um MHS. Desprezando as forças dissipativas determine: (a) a constante elástica da mola (b) o período do movimento (c) a amplitude do movimento e (d) a velocidade máxima do bloco.
R: (a) k = 50 N/m; (b) ; (c) xm = 0,08 m; (d) vmax = 0,4 m/s.
QUESTÃO 10
Um bloco cuja massa é 680 g está preso a uma mola cuja constante elástica k é 65 N/m. O bloco é puxado sobre uma superfície sem atrito por uma distância x = 11 cm a partir da posição de equilíbrio em x = 0 e liberado a partir do repouso no instante t = 0.
(a) Quais são a freqüência angular, a freqüência e o período do movimento resultante?
(b)Qual é a amplitude das oscilações?
(c) Qual é a velocidade máxima vm do bloco e onde se encontra o bloco quando ele possui essa velocidade?
(d) Qual é o módulo am da aceleração máxima do bloco?
(e) Qual é a constante de fase do movimento?
(f) Qual é a função deslocamento x(t) do sistema bloco-mola?
R: (a) , , T = 0,64 s; (b) xm = 11 cm; (c) vm = 1,1 m/s; (d) am = 11 m/s2; (e) = 0 rad; (f) x(t) = 0,11 cos (9,8t).