AP1 2016 2 FisicaIIB IIBQ

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1a Questão: (2,0 pt) 
Considere uma haste retangular, rígida e 
homogênea, com massa M, base a, e altura h, 
que está fixa em uma de suas extremidades, 
como mostrado na figura ao lado. Esta barra é, 
então, colocada para osci lar (pequenas 
oscilações) em relação à direção vertical, no 
ponto fixo representado por um ponto escuro na 
figura. Em termos de M, a,h e a aceleração da 
gravidade g, determine:
a) (0,5 pt) o momento de inércia I desta barra;
b) (0,5 pt) a equação diferencial deste MHS;
c) (0,5 pt) o período de oscilação, T;
d) (0,5 pt) a solução 𝜭(t) deste MHS.
2a Questão: (2,0 pts) 
Uma corda uniforme, com de comprimento L e massa m, está esticada sob 
uma tensão T. Faz-se oscilar, transversalmente uma extremidade da corda 
com amplitude A e freqüência w. O deslocamento inicial da extremidade é 
A/2, para baixo. Determine:
(a)(1,0 pts) A velocidade v e o comprimento λ da onda progressiva. 
(b)(1,0 pts) A equação para o deslocamento transversal y(x). 
3a Questão: (2,0 pt) 
Considere a superposição de movimentos harmônicos paralelos, descritos 
pelas expressões x1( t ) = A1 cos( w t ) e x2( t ) = A2 cos( 2w t ).
a) (1,0 pt) A trajetória é fechada? Se for, qual o período do movimento?
b)(0,5 pt) Faça um esboço da trajetória para A1 = A2.
c) (0,5 pt) Faça um esboço da trajetória para A1 = 2 A2.
4a Questão: (2,0 pts) 
Encontre a frequência fundamental e a frequência de cada um dos três 
primeiros sobretons de um tubo de 100 cm de comprimento, sabendo que o 
tubo possui uma das extremidades fechada e a outra aberta. Use o valor 
vsom=340 m/s. Qual é o número de harmônicos superiores que podem ser 
ouvidos por uma pessoa capaz de ouvir frequências no intervalo entre 20 Hz 
e 20.000 Hz.
5a Questão: (2,0 pts) 
Um carro de passeio e uma ambulância andam em uma rua de mão dupla, 
em sentidos opostos. A sirene da ambulância está igada e o motorista do 
carro percebe uma frequência que varia entre 600 Hz, quando estão se 
aproximando, e 400 Hz, quando estão se afastando. A velocidade do som no 
ar é de 340 m/s. Sabendo-se que a velocidade do carro é o dobro da da 
ambulância, calcule a velocidade do carro e a frequência do som da sirene.