Roteiro Texto 4 Parte 2[1088]

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FÍSICA II: Roteiro de Estudo para o texto 4: “Oscilações”. Parte 2
Continuamos nosso estudo no texto 4. Sugiro que façam uma leitura preliminar das seguintes partes do texto:
Retome a leitura fazendo cada item do roteiro. Procure não pular etapas. No final tem algumas sugestões de vídeos-aulas que poderão auxiliar seu estudo.
1- Conforme vimos anteriormente as equações do movimento para uma MHS
 
2- Escreva sobre o que entende da equação 15.8.
3- Escreva também sobre essa equação:
4- Assista o seguinte vídeo sobre a lei de Hooke: https://www.youtube.com/watch?v=9GXnRXJSths
5- Pesquise sobre como é formulada a Lei de Hooke.
6- Dadas as seguintes equações:
Mostre que 
7- Escreva sobre a equação 15-13.
8- Uma mola de constante elástica igual a 10 N/m é presa a uma massa de 100 g (0,1 kg). Quando comprimida, essa mola passa a oscilar, descrevendo um movimento harmônico simples. Determine a frequência de oscilação do conjunto.
a) 5 Hz
b) 5π Hz
c) 5/π Hz
d) 4π Hz
e) 3/π Hz
9- Prende-se uma mola de constante elástica igual a 1,6 N/m a uma massa de 0,025 kg. Após um estímulo, o conjunto passa a oscilar em movimento harmônico simples. Determine a frequência angular do movimento.
a) 4 rad/s
b) 5 rad/s
c) 8 rad/s
d) 15 rad/s
e) 0,4 rad/s
10- Um oscilador massa-mola, cuja massa é 1 kg, oscila a partir de sua posição de equilíbrio. Sabendo que a constante elástica da mola é 60 N/m, calcule a velocidade angular e a frequência desse oscilador.
Dados:
m = 1kg
k = 60 N/m
Calculamos a velocidade angular a partir da seguinte equação:
ω = √k
      √m
ω = √60
       √1
ω = 7,74 rad/s
Agora, determinamos a frequência:
ω = 2 π f
7,74 = 2 π f
f = 7,74
      2π
f = 1,23 Hz
11-Um corpo de massa 3 kg está preso a uma mola de constante elástica 200 N/m. Quando ele é deslocado da sua posição de equilíbrio, passa a deslocar-se, executando o movimento harmônico simples e atingindo uma elongação máxima na posição 0,5 m. Determine a frequência e a amplitude desse movimento.
Dados:
m = 3 kg
k = 200 N/m
Determinamos a frequência com a seguinte expressão:
f =_1_. √k
     2π  √m
f = _1_. √200
      2π   √3
f = _1_. 8,16
      2π
f = 1,298 Hz
Aproximadamente 1,30 Hz
A amplitude corresponde à posição máxima de elongação da mola que, de acordo com o enunciado do exercício, é 0,5m. Portanto, a amplitude é 0,5 m.
12- Refazer o exemplo 15.1 com os seguintes valores: m = 780 g; k = 55 N/m e x = 15 cm.
13- Refazer o exemplo 15.2 detalhadamente.
14- Quais são as duas formas de energia que estão presentes num MHS?
15- Escreva sobre as equações:
 e 
16- Demonstre detalhadamente que a partir das equações acima é possível chega a equação
17- Escreva sobre a equação 15-21.
18- Refazer o exemplo 15.3.
19-  Um bloco de massa m = 1,0 kg, preso à extremidade de uma mola ideal e apoiado sobre uma superfície horizontal perfeitamente polida, oscila em torno da posição de equilíbrio com uma amplitude de 0,10 m, conforme representa a figura 1. A figura 2, traz o gráfico da energia cinética do bloco em função de sua posição sobre o eixo de referência Ox.
É correto afirmar que :
a) quando o bloco está nos pontos extremos, isto é, nos locais em que x = ± 0,10 m, sua aceleração é nula;
b) a constante elástica da mola vale 20 . 10³ N/m;
c) a intensidade da força que a mola exerce no bloco na posição x = 0,10 m é 2,0 . 10³ N;
d) a energia potencial elástica armazenada na mola na posição x = 0,05 m vale 100 J;
e) na posição de equilíbrio (x=0), o módulo da velocidade do bloco é 20 m/s.
	20- Um bloco de massa m=0,080 kg é mantido encostado a uma mola de eixo vertical, não deformada, de constante elástica k = 2,0 N/m e massa desprezível, conforme representa a figura. No local, a influência do ar é desprezível e adota-se g = 10 m/s². Soltando-se o bloco, pode-se afirmar que :
( ) O valor máximo da velocidade atingida por ele será de 2,0 m/s;
( ) A força exercida pelo bloco sobre a mola no instante em que a velocidade for máxima terá intensidade igual a 0,80 N;
( ) A deformação máxima da mola será igual a 0,80 m;
	
( ) O período de oscilação do sistema bloco-mola será igual a  s.