2ª lista de exercícios de física 2

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2ª lista de exercícios de física 2 – oscilações e ondas
Prof. Dourival Santos
1) Uma partícula oscila com freqüência angular de 8rad/s. Em t=0, a partícula está em x=4cm com 
v=-25cm/s. Determine: (a) A amplitude e a constante de fase do oscilador. (b) As funções cinemáticas x(t), v(t) e a(a).
R. 5,06cm, 0,66rad e x(t)=5,06cos(8t+0,66), v(t) e a(t) derive !
2) Uma partícula está oscilando com função x(t)=5(cm)cos(9,90t). (a) Qual a velocidade máxima da partícula? (b) Em que instante a partícula atinge essa velocidade máxima? (c) Qual a aceleração máxima? (d) Em que instante t>0 a partícula atinge essa aceleração máxima?
R. 49,5cm/s, 0,159s, 490cm/s2 e 0,317s 
3) Um corpo com massa 3kg preso a uma mola oscila num MHS horizontal com amplitude de 4cm e período de 2s. Calcule: (a) A energia mecânica do oscilador. (b) A velocidade máxima do corpo. (c) Em que posição a velocidade do corpo é 6,3cm/s.
R. 23,7mJ, 12,6cm/s e 3,46cm
4) Um corpo de massa m está pendurado (na vertical) na extremidade de uma mola que está no seu estado natural. O corpo é solto do repouso num certo instante caindo 3,42cm até ficar em repouso novamente. Calcule o período do movimento. 
R. 0,26s
7) Uma partícula solta do ponto de amplitude máxima está oscilando com função:
a(t) = -5cos(9t) em m/s2. (a) Qual a amplitude máxima da partícula? (b) Em que instante a partícula atinge a velocidade máxima? (c) Qual a aceleração máxima? (d) Em que instante t>0 a partícula atinge essa aceleração máxima? (e) Faça os gráficos x(t), v(t) e a(t). R. (a) 0,06m.
8) Uma onda estacionária é dada por y(x,t)=0,05sen(10πx)cos(150πt) (metros) e vibra no 30 harmônico. 
a) Determine o comprimento da corda, a distância entre os nós e desenhe a onda. 
b) Se a massa da corda for 10g, qual a tensão no fio?
R. (a) 0,3m, 0,1m (b)7,425N 
9) Escreva V para verdadeiro e F para falso para as afirmativas a respeito da fenomenologia da ondulatória. 
a) Raio x, lazer são exemplos de ondas longitudinais. ( )
b) Numa onda estacionária todos os pontos da corda vibram com mesma velocidade. ( )
c) Para que ocorra o fenômeno do eco, a parede deve estar no máximo a 17m da fonte sonora. ( )
d) A reverberação do som ocorre quando o intervalo de tempo entre o som direto e som refletido for menor que 0,1s. ( )
e) O ouvido humano não consegue captar frequências de infra-som, mas consegue de ultra-som. ( )
10) As vibrações de um diapasão de 622Hz formam ondas estacionárias em uma corda presa nas duas extremidades, a velocidade da onda nessa corda é de 388m/s. A onda estacionária tem seis nós e amplitude de 1,90mm. (a) Desenhe a onda estacionária. (b) Calcule o comprimento de onda da corda. (c) Escreva a equação para o deslocamento da corda em função da posição e do tempo. 
11) A 100m de um alto-falante o nível de intensidade do som é 40db. (a) Calcule o nível de intensidade do som a 2m do alto-falante. (b) Calcule a que distância se atinge o limiar de sensação dolorosa.
 12) UM OSCILADOR SIMPLES TEM FUNÇÃO VELOCIDADE v (t) = -0,2 sen (10t) EM METROS POR SEGUNDO. QUAL A ACELERAÇÃO MÁXIMA DO OSCILADOR?
13) O alto-falante de um aparelho de som de gera ondas com INTENSIDADE de 1/π W/m2 a 1m de distância, na frequência de 1kHz. Qual a potência do aparelho de som?
14) Sobre as afirmativas a seguir:
A refração é o princípio de funcionamento das antenas parabólicas.
Raio x é um exemplo de onda transversal e o Som de onda longitudinal.
Os óculos escuros usam o fenômeno da polarização.
a) Somente a 1) e a 2) são verdadeiras.
b) 1) 2) e 3) são verdadeiras.
c) Somente a 3) é verdadeira.
d) Somente a 2) e a 3) são verdadeiras.
15) Uma onda harmônica é dada por y(x,t)=0,05sen(20 πx-150 πt) (em metros).
Calcule a velocidade de propagação da onda e a velocidade transversal máxima de qualquer ponto da onda.