Capítulo 15 Oscilações

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO - UFERSA 
Ondas e Termodinâmica 2018.1 
PROF. Lino Martins de Holanda Júnior 
 
Oscilações 
1) Um corpo de 0,4 𝑘𝑔, preso a uma mola de constante 𝑘 = 8,0 𝑁/𝑚 oscila com uma 
amplitude de 10,0 𝑐𝑚. 
a) Calcule o valor máximo da velocidade e da aceleração. 
b) Qual a aceleração quando o corpo está em 2.5𝑐𝑚, 5𝑐𝑚 𝑒 10 𝑐𝑚. 
c) Se o corpo parte de 𝑥 = 10𝑐𝑚 em 𝑡 = 0, qual o ângulo de fase 𝜑 ? 
2) Se a amplitude do movimento de um oscilador harmônico simples for quadruplicada, 
por que fator fica multiplicado a sua energia? 
3) Um corpo de 1 𝑘𝑔, está preso a uma mola de 𝑘 = 5𝑥103 𝑁/𝑚. A mola é esticada 
10 𝑐𝑚 além da posição de equilíbrio e depois solta. Determine a) o período, b) a 
frequência do movimento, c) a amplitude, d) a velocidade máxima e e) a aceleração 
máxima. f) Em que instante o corpo passa, pela primeira vez, na posição de equilíbrio? 
4) Se em um determinado local o período de um pêndulo de 𝐿 = 0,7 𝑐𝑚 for de 1,68 𝑠, 
qual o valor de g? 
5) Os pistões de um motor a gasolina estão em movimento 
harmônico simples (figura ao lado). Se os extremos de seu 
deslocamento forem 10𝑐𝑚, encontre a velocidade máxima e 
a aceleração máxima do pistão quando o motor estiver 
funcionando a 5400 𝑟𝑝𝑚. 
6) Um aro circular, com 1,0𝑚 de raio, está pendurado 
perpendicular a uma extremidade e oscila no seu próprio 
plano. Qual o período da oscilação 
7) Um bloco de massa 𝑀 pode deslizar sem atrito sobre uma superfície horizontal plana. 
Ele está preso a uma mola de massa desprezível e constante elástica 𝑘, inicialmente 
relaxada. Uma bolinha de chiclete de massa 𝑚, lançada em direção ao bloco com 
velocidade horizontal 𝑣, atinge-o no instante 𝑡 = 0 e fica grudada nele. Em termos dos 
dados do problema, ache a expressão para o deslocamento 𝑥(t) do sistema em função 
do tempo. 
 
 
 
 
 
 
 
8) Duas molas iguais de constante elástica k=5000N/m2 estão ligadas a um bloco de 
massa 2,5Kg. Qual a frequência das oscilações (em Hz) no piso sem atrito? 
 
 
 
 
 
 
9) Qual a constante de fase do oscilador hamônico simples cuja 
função posição 𝑥(𝑡) é descrita no gráfico ao lado. O deslocamento 
máximo da partícula dado no gráfico por 𝑥𝑠 = 9𝑐𝑚. 
 
 
 
 
10) Um bloco executa um movimento harmônico simples preso na extremidade de uma 
mola com ângulo de fase dado por 𝜑 =
𝜋
6
 𝑅𝑎𝑑. Que porcentagem de sua energia 
mecânica total é potencial em 𝑡 = 0 ? 
11) Um oscilador harmônico amortecido é formado por um bloco de massa 1,0𝐾𝑔, uma 
mola de constante elástica 𝑘 = 9.0𝑁/𝑚. Em 𝑡 = 0 a amplitude das oscilações era de 
20𝑐𝑚 e devido ao amortecimento cai a três quintos do seu valor inicial após quatro 
oscilações completas. 
a) Qual é o valor de 𝑏 ? 
b) Que energia é perdida nessas quatro oscilações? 
12) Qual o período das oscilações de um disco de massa 𝑚 e raio 𝑅, posto pra oscilar em 
seu próprio plano, preso em um ponto distante 𝑅/2 do seu centro de massa?