prova física ondas e calor

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EETI - Escola de Engenharia e TI
Disciplina: F´ısica Ondas e Calor Semestre: 2016.1
Valor da avaliac¸a˜o: 8,0 pontos Data: 30/06/2016
Professor: Danilo Sande Santos
Aluno(a) e nu´mero de matr´ıcula:
LEIA COM ATENC¸A˜O AS SEGUINTES INSTRUC¸O˜ES
1. Apo´s receber a avaliac¸a˜o, se o aluno desistir da mesma, na˜o tera´ direito a` se-
gunda chamada.
2. Assim que receber a folha de questo˜es, o aluno deve preencher o cabec¸alho com
seu nome completo. Tambe´m deve colocar seu nome completo na folha de respostas.
Na˜o e´ permitido utilizar outras folhas de papel ale´m das fornecidas pelo professor,
devidamente assinadas.
3. As soluc¸o˜es e respostas das questo˜es devem ser feitas na folha de respostas.
Na˜o sera˜o aceitas respostas na folha de questo˜es. Rasuras nas questo˜es de mu´ltipla
escolha anulam a questa˜o.
4. A folha de questo˜es deve ser devolvida com a folha de respostas.
5. A avaliac¸a˜o deve ser feita utilizando caneta azul ou preta. Respostas a la´pis na˜o
sera˜o consideradas.
6. Todas as questo˜es discursivas sera˜o corrigidas levando em conta: coereˆncia das
ideias, capacidade de argumentac¸a˜o, ana´lise e s´ıntese.
7. A avaliac¸a˜o e´ sem consulta e individual. Consultas a material escrito (caderno,
apontamentos, livros, pape´is, etc.), equipamento eletroˆnico (PDA’s, agendas, arqui-
vos em calculadoras, celulares, notebooks, etc.) e/ou a colegas, na˜o sa˜o permitidas.
8. Os celulares e equipamentos diversos de telefonia mo´vel ou eletroˆnicos, com ou
sem acesso a internet, devem permanecer desligados e guardados dentro de bolsas
ou na mesa do professor.
9. Na˜o e´ permitido utilizar estojos e colocar objetos no colo. As bolsas devem
ser guardadas embaixo da carteira. O aluno deve ter em ma˜os apenas o material
necessa´rio (la´pis, caneta e borracha).
10. Caso o aluno seja flagrado portando qualquer aparelho eletroˆnico (exceto calcu-
ladora quando permitida pelo professor), ou descumprindo as regras estabelecidas,
sua avaliac¸a˜o sera´ recolhida e atribu´ıda nota zero.
1
1a Avaliac¸a˜o - 2a Chamada
(1,0) 1 - Uma part´ıcula que executa um movimento harmoˆnico simples
a) nunca esta´ em equil´ıbrio porque esta´ em movimento
b) nunca esta´ em equil´ıbrio porque existe uma forc¸a
c) esta´ em equil´ıbrio nos pontos extremos do percurso porque nesses pontos a ve-
locidade e´ nula
d) esta´ em equil´ıbrio no centro do percurso porque nesse ponto a acelerac¸a˜o e´ zero
e) esta´ em equil´ıbrio nas extremidades do percurso porque nesses pontos a ace-
lerac¸a˜o e´ nula
(1,0) 2 - A velocidade de uma onda senoidal em uma corda depende
a) da frequeˆncia da onda
b) do comprimento de onda da corda
c) do comprimento da corda
d) da forc¸a de trac¸a˜o da corda
e) da amplitude da onda
(2,0) 3 - Um bloco de massa M = 5, 4 kg, em repouso sobre uma mesa horizon-
tal sem atrito, esta´ ligado a um suporte r´ıgido atrave´s de uma mola de constante
ela´stica k = 6000 N/m. Uma bala de massa m = 9, 5 g e velocidade ~v de mo´dulo
630 m/s atinge o bloco e fica alojada nele. Supondo que a compressa˜o da mola e´
desprez´ıvel ate´ a bala se alojar no bloco, determine:
(1.0) a) A velocidade do bloco imediatamente apo´s a colisa˜o
(1.0) b) a amplitude do movimento harmoˆnico simples resultante
Figura 1: Referente a` questa˜o 3
(2,0) 4 - A Figura 2 mostra a oscilac¸a˜o ressonante de uma corda de massa 2,5
g e comprimento 0,8 m sob uma tensa˜o de 325 N.
(1,0) a) Qual e´ o comprimento de onda das ondas transversais que geraram essa
onda? Qual e´ o nu´mero harmoˆnico?
(1,0) b) Qual e´ a frequeˆncia das ondas transversais?
2
Figura 2: Referente a` questa˜o 4
(2,0) 5 - Na Figura 3 uma barra de comprimento L=1,85 m oscila como um
peˆndulo f´ısico.
(1,0) a) Que valor da distaˆncia x entre o centro de massa da barra e o ponto de
suspensa˜o O corresponde ao menor per´ıodo?
(1,0) b) Qual e´ esse per´ıodo?
Figura 3: Referente a` questa˜o 5
Expresso˜es u´teis:
x = (n+ 12 )
λ
2 x = n
λ
2
f = nv2L λ =
2L
n
P = mv k = 2piλ
u = dy
′
dt ω =
2pi
T
ω = 2pif T = 2pi
√
I
κ
E = 12kx
2
m vm = ωxm
T = 1f am = ω
2xm
ω =
√
k
m F = −kx
I = ICM +mh
2 v =
√
τ
µ
ICM =
1
12mL
2 v = λf = ωk
T = 2pi
√
I
mgh T = 2pi
√
m
k
v = dxdt a =
dv
dt
x = xm cos(ωt+ φ) y = ym sin(kx− ωt+ φ)
v = −ωxm sin(ωt+ φ) y′ = 2ym sin kx cosωt
a = −ω2xm cos(ωt+ φ)
3