EE2 A

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO (A)
Departamento de Física
Física Geral 2 � Segundo Exercício Escolar
24/11/2014 � 2
O
Semestre/2014
Q1−5 :
P1 :
P2 :
Total :
Não é permitido o uso de calculadoras. Indicar claramente apenas uma resposta nas questões. Para os
problemas só serão aceitas as respostas que mostrem claramente como foram obtidas.
Nome : CPF:
Questão 1: (1,0 ponto)
Cinco osciladores massa-mola, numerados de 1 a 5, estão suspensos no teto de uma sala. Uma britadeira cuja frequência
de operação é f = 40pi Hz fura o teto desta sala, forçando as massas a oscilarem. Os osciladores possuem todos a mesma
massa m = 0,10 kg e as constantes de mola têm os valores k1 = 160 N/m; k2 = 250 N/m; k3 = 640 N/m; k4 = 1600 N/m
e k5 = 4000 N/m. O oscilador que deve ter a maior amplitude de oscilação devido à perturbação externa é o
a) oscilador 1; b) oscilador 2; c) oscilador 3; d) oscilador 4; f) oscilador 5.
Questão 2: (1,0 ponto)
No instante t = 0 a amplitude de uma onda transversal que propaga na direção de x > 0 com velocidade v = 25 m/s é
dada pelo grá�co abaixo. No sistema SI a equação que descreve a onda é
0,0 0,5 1,0
-10
-5
0
5
10
 
y
 
(
c
m
)
x(m)
a) y(x, t) = 0.08 sen(5pi · x− 125pi · t+ pi6 )
b) y(x, t) = 0.08 sen(5pi · x+ 125pi · t+ pi6 )
c) y(x, t) = 0.08 sen(5pi · x) · cos(125pi · t)
d) y(x, t) = 0.08 sen( 0.42pi · x− 10pi · t+ pi2 )
e) y(x, t) = 0.08 sen( 0.42pi · x+ 10pi · t+ pi6 )
Questão 3: (1,0 ponto)
Dois alto-falantes idênticos, separados por uma distância d = 3, 0 m, emitem ondas sonoras de frequência f = 170 Hz e
intensidade I0 em direções opostas, conforme mostra a �gura abaixo. Considerando a velocidade do som vs = 340 m/s e
supondo que a intensidade de cada alto-falante é constante na região entre eles, podemos a�rmar que as intensidades do
som IA, IB e IC , respectivas aos pontos A, B e C, indicados na �gura são
 
d = 3,0 m 
1,5 m 1,5 m 
A B C 
a) IA = I0, IB = I0, IC = I0;
b) IA = 0, IB = 4 I0, IC = 0 ;
c) IA = I0, IB = 4 I0, IC = I0 ;
d) IA = 4 I0, IB = 0, IC = 4 I0 ;
e) IA = 2 I0, IB = 0, IC = 2 I0 ;
f) IA = 2 I0, IB = 2 I0, IC = 2 I0 .
Questão 4: (1,0 ponto)
A �gura abaixo mostra uma onda transversal propagando numa corda tensionada com velocidade v no sentido de x > 0.
Denotando por v1, v2, v3 e v4 as velocidades tranversais dos pontos 1, 2, 3 e 4 da corda, podemos a�rmar que
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
y 
x 
1 
2 
3 
4 
�� 
a) v1 = v2 = v3 = v4 = v
b) v1 = 0, v2 > 0, v3 = 0 e v4 < 0
c) v1 < 0, v2 = 0, v3 > 0 e v4 = 0
d) v1 = 0, v2 < 0, v3 = 0 e v4 > 0
e) v1 > 0, v2 = 0, v3 < 0 e v4 = 0
Questão 5: (1,0 ponto)
Dois carros viajam na mesma direção e sentido. O carro A aproxima-se com velocidade vA = v/10 de uma sirene
estacionária, onde v é a velocidade do som. O carro B afasta-se da sirene, com a mesma velocidade vB = v/10.
Denotando por fA e fB as frequências do som detectadas pelos carros A e B, respectivamente, podemos a�rmar que
 
f 
sirene Carro A 
vA vB 
Carro B 
a) fA = fB = f ; b) fA =
11
10 f , fB =
11
10 f ;
c) fA =
9
10 f , fB =
9
10 f d) fA =
11
10 f , fB =
9
10 f ;
e) fA =
9
10 f , fB =
11
10 f .
Problema 1: (2,5 ponto)
Uma massa m = 0,20 kg é presa a duas molas, ambas de constante elástica k = 40 N/m, conforme a �gura abaixo. A
coordenada x mede o deslocamento da massa em relação à sua posição de equilíbrio, onde ambas as molas encontram-se
relaxadas.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
k k 
x 
m 
a) (1,0) Use a segunda lei de Newton para obter a equação de movimento, que relaciona x e x¨ = d2x/dt2.
b) (1,0) No instante t = 0 a massa encontra-se em x = 0, 05 m, com velocidade v = 0. Escrevendo a equação para o
deslocamento instântaneo na forma x(t) = xm cos(ω t+ φ) determine os valores numéricos de xm, ω e φ.
c) (0,5) Determine a energia total do sistema, nas condições do ítem (b).
Problema 2: (2,5 ponto)
Na �gura abaixo a extremidade P de uma corda é presa a um oscilador senoidal de frequência f e a outra é presa a
uma massa m, passando por uma roldana. A massa especí�ca da corda é µ e a amplitude do oscilador é su�cientemente
pequena para que o ponto P possa ser considerado um nó.
 
L 
m 
P 
Q 
g�� 
a) (1,5) Qual deve ser a massa m para que o oscilador
produza uma oscilação no 40 harmônico da corda?
Expresse sua resposta em termos de f , g, µ, L.
b) (1,0) Nas condições do item (a) determine a
ordem do harmônico se dobrarmos o comprimento L
da corda, mantendo tudo o mais inalterado.