Mov. Oscilatório AULA 1

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
Tópicos Abordados Nesta Aula
Apresentação do Curso.
Apresentação da Bibliografia
Fatos Históricos.
*
 Aula 1 – Sistema Massa x Mola, MHS, Energia do MHS 
Aula 2 - Pêndulo Simples e Pêndulo Físico,
Aula 3 – Oscilações Amortecidas e Oscilações Forçadas
Aula 4 - Propagação de uma Perturbação, modelo de Onda e Onda Progressiva 
Aula 5 – Reflexão e Transmissão de Ondas, Taxas de Transferências de Energia
Aula 6 – Ondas Sonoras e Efeito Doppler
Aula 7 –Princípio da Superposição e Interferência de Ondas 
Aula 8 – Ondas Estacionárias em Cordas e Tubos de Ar. 
Aula 9 - Avaliação 1
Aula 10 -Temperatura e a Lei Zero, Termômetros e Expansão Térmica
Aula 11 –Gás Ideal, Teoria Cinética dos gases e Distribuições de Velocidades
Aula 12 –Calor e Energia Interna, Calor Específico, Calor Latente e Fases
Aula 13 –Trabalho em Processos Termodinâmicos, Primeira Lei da Termodinâmica
Aula 14 –Capacidades Caloríficas Molares, Processos Adiabáticos e Equipartição 
Aula 15 –Transferência de Energia, Máquinas Térmicas e Segunda Lei da Termodinâmica 
Aula 16 –Processos Reversíveis e Irreversíveis e Máquina de Carnot
Aula 17 –Entropia e Segunda Lei da Termodinâmica
Aula 18 - Avaliação 2
Aula 19 - Exame Final
 
Apresentação do Curso
*
Bibliografia Básica:
RAYMOND A. SERWAY, JOHN W. JEWETT JR. Princípios de Física, vol. 2 3ª Edição, editora Thomson Learning, 2004
HALLIDAY, D.; RESNICK, C. e WALKER, J. Fundamentos de Física, Vol. 2. 8ª Edição, Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos (LTC) Editora, 2011.
BORGNAKKE, C.; SONNTAG, R. E. Fundamentos da Termodinâmica, Tradução de Marcello Nitz et al. São Paulo: Editora Edgard Blücher, 2009.
LUIZ, A. M. Termodinâmica: Teoria e Problemas Resolvidos, Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos (LTC) Editora, 2007.
Bibliografia Complementar:
SEARS, ZEMANSKY, YOUNG e FREEDMAN. Física II, Termodinâmica e Ondas, Vol. 2. 12ª Edição. PEARSON, 2002
MERLE C. POTTER e ELAINE P. SCOTT.,Termodinâmical, Editora Thomson, 2006.
ÇENGEL, Y. BOLES, M. A. Termodinâmica, Tradução de Kátia Aparecida Roque. 5ª Edição, São Paulo: Editora McGraw-Hill, 2006. 
MORAN, M. J.; SHAPIRO, H. N. Princípios de Termodinâmica para Engenharia, 4ª Edição, Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos (LTC) Editora, 2002.
NUSSENZVEIG, H.M. Curso de Física Básica, Vol. 2 – Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor. 4ª Edição. São Paulo: Editora Edgard Blücher, 2002.
*
Tópicos Abordados: Aula-1
Movimento Harmônico Simples.
Sistema Massa-Mola.
Amplitude, Frequência e Período.
Energias Cinética e Potencial
Oscilações
*
Oscilações
	Um dos assuntos de mais importância na física é aquele que estuda os fenômenos oscilantes. A oscilação está presente na natureza,
 como o movimento orbital de um planeta ao redor do Sol, 
 o movimento de rotação de um CD em um computador, 
 o movimento de vai e vem de um pistão em uma bloco de motor, 
 a vibração de uma corda em uma guitarra, 
 o movimento vibratório de uma ponte ou edifício, etc.
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
Exemplo de um sistema oscilante na indústria automobilística.
*
Oscilações
	
12.1-Movimento de uma partícula ligada a uma mola
 Quando uma partícula unida a uma mola, idealmente desprovida de massa, é deslocada para uma posição x, a mola exerce uma força sobre ela dada pela lei de Hooke, 
 
*
Oscilações
	
K é a constante de força da mola
FS é a força restauradora linear.
Quando uma partícula está sob o efeito de uma
força restauradora, o movimento que ela realiza é
chamado movimento harmônico simples.
Um sistema que realiza um movimento
harmônico simples é dito oscilador harmônico
simples.
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
Exemplo 12.3 Uma espécie de alto-falante usado para diagnóstico médico, oscila com uma frequência de 6,7MHz . Quanto dura uma oscilação e qual é a frequência angular?
Solução:
O período T é dado por 
Por outro lado, sabemos que 
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
Oscilações
	
*
	
Exercício Resolvido 1: Em um sistema acoplado verificamos que ao puxarmos a mola por um dinamômetro da esquerda para direita com uma força de 6 N, este produz um deslocamento de 0,030 m. A seguir removemos o dinamômetro e colocamos uma massa de 0,50 kg em seu lugar. Puxamos a massa a uma distância de 0,020 m e observamos o MHS resultante. Calcule a constante da mola. Calcule a frequencia, frequencia angular e o período da oscilação.
Solução: se força restauradora da mola é 6N, então a sua constante elástica é
Frequência angular: 
*
Oscilações
	
A frequência: 
O Período: 
Exercício Resolvido 2: Um bloco de 2Kg é unido a uma mola e colocado em uma superfície horizontal lisa. Uma força horizontal de 20N é necessária para manter o bloco em repouso quando é puxado 0,2m de sua posição de equilíbrio. O bloco é liberado agora do repouso a partir deste ponto e realiza um MHS. Encontre (a) a constante elástica, (b) a frequência das oscilações e (c) a velocidade máxima do bloco. Onde ocorre essa velocidade máxima? (d) Encontre a aceleração máxima do bloco. Onde ela ocorre? (e) Encontre a energia total do sistema. (f) Encontre a velocidade e a aceleração quando a posição for 1/3 do valor máximo.
*
Oscilações
	
Solução: (a) A constante elástica:
(b) A frequência angular:
(c) A velocidade máxima:
 (d) A aceleração máxima:
 
.
*
Oscilações
	
 (e) A energia total do sistema:
(c) A velocidade:
 
(d) A aceleração:
 
.
*
Oscilações
	
EXERCÍCIOS PROPOSTOS:
3. Em um motor, um pistão com movimento harmônico simples de maneira que sua posição varie de acordo com a expressão
 
Onde x está em centímetros e t em segundos em t = 0, encontre (a) a posição da partícula, (b) sua velocidade, e ( c ) sua aceleração. (d) Encontre o período e a amplitude do movimento.
4. Um automóvel que tem uma massa de 1000 kg é dirigido contra uma parede de tijolo em um teste de segurança. O amortecedor comporta-se como uma mola com constante de 5x106N/m e se comprime 3,16 cm enquanto o carro atinge o repouso. (a) Qual era a velocidade do carro antes do impacto, supondo que a energia mecânica do carro se mantém constante durante o impacto contra a parede?
 
.
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*