2ª lista de fis teorica 2 oscilações gab para alunos

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Universidade Estácio de Sá 
 Física Teórica Experimental II 
 Prof. Dr. Thiago da S. T. Alvarenga 
 
 
 
Oscilações 
 
Questão 01 
 
Qual é a aceleração máxima de um objeto que vibra com uma amplitude de 2,2cm, numa frequência de 6,6Hz? 
 
Resposta 
amáx=37,8 m/s
2
 
 
Questão 02 
 
 
Um bloco de 0,1kg oscila ao longo de uma linha reta, numa superfície horizontal sem atrito. Seu deslocamento 
a partir da origem é dado por: 
      10 cos 10 / . / 2x cm rad s t rad    
a) Qual a frequência de oscilação? 
Resposta 
f=1,6Hz 
b) Qual a velocidade máxima alcançada pelo bloco? Em que valor de x isto acontece? 
Resposta 
Vmáx=1m/s 
 
c) Qual é a aceleração máxima do bloco? Em que valor de x isto ocorre? 
Resposta 
amáx=10 m/s
2
 
 
 
d) Que força, aplicada no bloco, resulta nesta dada oscilação? 
Resposta F= -10.x 
 
 
 
Questão 03 
Um bloco de 4 kg esta suspenso de uma certa mola, estendendo-se a 16 cm além de sua posição de repouso. 
(a) Qual e a constante da mola? (b) O bloco é removido e um corpo com 0,5 kg é suspenso da mesma mola. Se esta 
for então puxada e solta, qual o período de oscilação? 
 
Resposta 
k= 245N/m 
T=0,28 s 
 
 
 
 
 
 
Questão 04 
Uma massa de 50g é presa a extremidade inferior de uma mola vertical e colocada em vibração. Se a 
velocidade máxima da massa é 15cm/s e o período 0,5s, ache (a) a constante de elasticidade da mola, (b) a amplitude 
do movimento e (c) a frequência de oscilação. 
 
Resposta 
w=12,57 rad/s 
k=7,8 N/m 
ym=0,012m 
f=2 Hz 
 
 
 
Questão 05 
 
Um corpo oscila com movimento harmônico simples de acordo com a equação 
     6 cos 3 / . / 3x m rad s t rad     
Em 𝑡 = 2 𝑠, quais sao (a) o deslocamento, (b) a velocidade, (c) a aceleração e (d) a fase do movimento? 
Também, quais são (e) a frequência e (f) o período do movimento? 
Resposta 
x(t=2)=3m 
v(t=2)= -49m/s 
a(t=2)= -266,5m/s
2
 
fase=(19.π)/3 
f=1,5Hz 
T=0,67 s 
 
 
Questão 06 
 
 A Terra demora 1 ano para completar uma volta ao redor do Sol. Este é chamado um movimento periódico e 1 ano é 
o período do movimento. Qual é a frequência do movimento da Terra em torno do Sol? Considere 1 ano = 365 dias. 
Resposta 
f=3,17.10
-8
 Hz 
 
Questão 07 
 
 Um pêndulo demora 0,5 segundo para restabelecer sua posição inicial após passar por todos os pontos de oscilação, 
qual sua frequência? 
Resposta 
F=2 Hz 
 
Questão 08 
 Um oscilador massa-mola tem amplitude do movimento de 2mm, pulsação de 2π, e não existe defasagem de fase. 
Resposta 
x=2 mm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 09 
Dada a função horária da posição: 
 
Sabendo que todos os valores se encontram em unidades do SI responda: 
a) Qual a amplitude do movimento? 
Resposta 
A=3m 
b) Qual a pulsação do movimento? 
Resposta 
 
c) Qual o período do movimento? 
Resposta 
T=0,4s 
 
d) Qual a fase inicial do movimento? 
Resposta 
 
e) Quando t=2s qual será a elongação do movimento? 
Resposta 
x=2,12m 
 
Questão 10 
Um oscilador harmônico tem sua elongação descrita pela seguinte equação: 
 
Sendo todas as unidades encontradas no SI. Qual a velocidade do movimento nos instantes t=1s, t=4s e t=6s? 
Resposta 
Para t=1s: 
V=-0,55m/s 
Para t=4s: 
V=0m/s 
Para t=6s: 
V=-0,39m/s 
 
 
 
 
 
 
Questão 11 
Qual a aceleração de um corpo que descreve MHS quando sua elongação é 𝑥 = 0 e quando 𝑥 = 𝐴? 
Utilizando a equação: 
 
Sabendo que a pulsação tem um valor fixo, independente da elongação, é fácil perceber que: 
Em x=0, a aceleração será nula (a=0) e 
Em x=A, a aceleração será máxima (ou mínima, dependendo o sinal de A). 
 
Questão 12 
Um bloco de 2 kg esta suspenso de certa mola. Se suspendermos um corpo de 300 g embaixo do bloco, a mola 
esticara mais 2 cm. (a) Qual a constante da mola? (b) Se removermos o corpo de 300 g e o bloco for colocado em 
oscilação, ache o período do movimento. 
Resposta 
T=0,73s 
 
 
Questão 13 
 
 Um objeto de 5 kg numa superfície horizontal sem atrito e ligado a uma mola com constante 1000N/m. O 
objeto e deslocado 5 cm horizontalmente e empurrado a uma velocidade inicial de 10 m/s, na direção do ponto de 
equilíbrio. (a) Qual a frequência do movimento? Quais são (b) a energia potencial inicial do sistema bloco-mola, (c) a 
energia cinética inicial e (d) a amplitude da oscilação? 
 
Questão 14 
 
 Qual a força exercida em um oscilador massa-mola de amplitude 0,3m, com massa 0,5kg, tendo um período de 3 
segundos, no momento em que sua elongação é máxima? 
 
Utilizando a equação: 
 
Lembrando que: 
 
E que, no momento onde a elongação é máxima: 
x=A 
Podemos escrever a equação da força: 
 
 
 
 
 
Questão 15 
 
 
Qual a frequência de um oscilador que tem pulsação ω=π? 
Resposta 
f=0,5Hz 
 
Questão 16 
 
 Qual deve ser a constante elástica de uma mola para que, quando colacada em um oscilador massa-mola horizontal, 
considerando a força máxima admissível igual a 100N, suporte um movimento de uma massa de 2kg em uma 
amplitude de 1m? 
Utilizando a equação da força, lembrando que para ociladores massa-mola a constante k equivale a constante 
elástica da mola temos: 
 
Para este caso utilzaremos os valores de alongação máxima (amplitude) e de maior força admissível (lembrando que 
esta será restauradora, portanto, negativa), assim: 
 
 
 
Questão 17 
 
 Qual o período e a frequência de um pêndulo simples, que tem comprimento de 0,25m? Considere g=10m/s². 
Resposta 
f= 1,01 Hz