Física 2

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Física 2 ­ FS2120
Prova 1 ­ 20 de setembro de 2017
No. Seq.
Nome: -
Assinatura: Turma de teoria:
Consulta: NãoNão Calculadora: simples: Sim Sim α - numérica: NãoNão
Celular: Desligado e guardado na frente da salaDesligado e guardado na frente da sala Duração da prova: 80 min80 min
Instruções: *Responda as questões somentesomente no espaço designado. Resoluções fora desse espaçoResoluções fora desse espaço
não serão consideradasnão serão consideradas. *Mostre o raciocínio que o levou à resposta e não escreva apenas o valor
final encontrado. *Respostas desacompanhadas de suas resoluções ou resoluções confusas nãonão serão
consideradas. *Respostas sem jus/fica/vas plausíveis, quando solicitadas, nãonão serão consideradas.
*As unidades das grandezas devem ser indicadas corretamente em todas as respostas. *Penalização
de 0,2 pontos por ausência de unidade ou por unidade incorreta. Respostas com “[SI]” após o valor
numérico da grandeza serão consideradas incorretas. *O valor de cada item está indicado. *Se
necessário, use g = 10,0 m/sg = 10,0 m/s22.
Formulário Oscilações 
Ondas transversais
Ondas estacionárias
1. (2.5) Um corpo de massa m = 2,0 kgm = 2,0 kg preso a uma mola ideal de constante elás$ca
kk realiza um movimento harmônico simples. O gráfico abaixo mostra a aceleração
em função do tempo desse corpo.
(a) (1.0) Mostre que a amplitude do movimento é igual a 11 cm11 cm.
(c) (0.5) Marque, à caneta, com um X a posição ocupada pelo corpo
em t = 6,0 st = 6,0 s.
NOTA
1
2
3
4
Total
(b) (1.0) Determine a energia mecânica do sistema
12
6
-6
-12
1 2 3 4 5 6 7 8 t (s)
A
ce
le
ra
çã
o
 (
cm
/s
2
)
B
0,5
1,0
OU
do gráfico: T = 6 s
0,5 descontar 0,5 se assumir φ = 0
X
Critérios gerais: Critérios gerais: ausência de unidade ou unidade incorreta: ‐0,2 no item
erro de conta 50% do valor do item.
Obs: Obs: critérios sujeitos a atualização durante a correção da prova.
BRANCA
descontar 0,5 se errar unidade na conta
0,0 se deixar em função de algum parâmetro
2. (2.5) Você é o engenheiro responsável pelo projeto de um sistema de
amortecimento e parada final de pequenos vagões de trem. Em geral, os vagões
apresentam um peso de 1,56x101,56x1055 NN e a$ngem o sistema de amortecimento com
uma velocidade inicial constante vvoo, quando ocorre o acoplamento no ponto Aponto A
mostrado na figura ao lado. O gráfico abaixo apresenta a posição do vagão em função
do tempo, após o acoplamento. Essa informação é fornecida pelo fabricante do vagão
e deve ser seguida no seu projeto para não danificar o vagão. 
(a) (1.5) Mostre que o valor da constante de amortecimento que você deve u/lizar
no seu projeto vale b = 1,2x10b = 1,2x1055 kg/skg/s.
(b) (1.0) Determine a constante kk da mola que deve ser u/lizada no seu projeto.
A
k
vvoo
1,2
0,41 s
0,8
0,4
0
-0,4
1,0 t (s)
p
o
si
çã
o
 (
cm
)
do gráfico: T = 0,41 s
0,5
0,5
0,5
Considerar correto somente se especificar os valores utilizados e o raciocínio estiver correto para
chegar ao valor de b
1,0 / 0,0 se usar ω e não ω’
3. (2.5) Uma onda se propaga no sen$do nega$vo do eixo x em uma corda de comprimento L = 4,0 mL = 4,0 m e massa m = 40 gm = 40 g. As figuras
abaixo representam um instantâneo da propagação dessa onda, bem como a oscilação de um ponto xx em relação ao tempo. 
(a) (0.5) Mostre que a velocidade da onda vale v = 10 m/sv = 10 m/s.
(b) (0.5) Calcule a tração na corda.
(c) (0.5) Calcule a taxa média de energia transportada pela onda.
(d) (1.0) Escreva a equação dessa onda de acordo com o formulário da prova e com as unidades no SI.
do gráfico: λ = 1,0 m
T = 0,1 s
0,5
0,5
0,5
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
descontar 0,2 se não colocar unidade na equação
4. (2.5) O instrumento abaixo tem uma corda que possui um comprimento de L = 80 cm L = 80 cm e massa
m = 2,0 gm = 2,0 g. A corda está entre a ponte de apoio das cordas e a extremidade superior. Quando tocada
no modo mostrado na figura abaixo, a corda emite uma nota de frequência 440 Hz440 Hz. 
(a) (1.0) Calcule amplitude de oscilação de um ponto da corda localizado em x = L/3x = L/3.
(c) (0.5) Sem afinarmos novamente o instrumento, é possível produzir uma nota de frequência fundamental 382 Hz382 Hz nessa corda?
Jus/fique sua resposta.
(b) (1.0) Em que ponto deve-se colocar o dedo, ou seja, qual é a distância dd entre o ponto e a ponte de apoio das cordas, para produzir
uma nota de frequência fundamental 578 Hz578 Hz? 
8
0
 c
md6
,0
 m
m
0,5 para n=1
0,5
0,5
0,5 ou 0,5 para n=1
0,5 ‐ aceitar as várias outras 
justificativas corretas