2o_TVC - Física II - UFJF - 2020

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Nome:_______________________________________ Matrícula:________________
Turma/professor:_______________________________________________________
2º TVC de Física II – ERE - 31/10/2020.
Lembre-se: 
* Leia atentamente cada questão antes de iniciar a sua resolução.
* Todas as questões devem ter as suas respostas justificadas.
* Cada questão deve ser resolvida separadamente em uma folha, com nome, número de matricula e turma
* Não serão aceitas questões que não estejam nítidas para correção.
* No caso da identificação de provas iguais, as provas serão canceladas e a nota será Zero para todos os envolvidos.
*NÃO DEIXE PARA ENVIAR AS QUESTÕES PRÓXIMO DO HORÁRIO DE ENCERRAMENTO ÀS 18 HORAS.
DESTA VEZ NÃO HAVERÁ ALTERAÇÃO NO PRAZO DE ENTREGA POR PROBLEMAS CAUSADOS NO
MOODLE PELO ACESSO SIMULTÂNEO DE UM NÚMERO GRANDE DE ALUNOS, PRÓXIMO DO HORÁRIO
DE ENCERRAMENTO.
*CERTIFIQUE-SE ANTES DE ENVIAR QUE O ARQUIVO CONTÉM AS DUAS QUESTÕES, NÃO
ACEITAREMOS QUESTÕES ENVIADAS POR EMAIL. 
Questão 1) A imagem mostra
um bloco de massa m ligado a
duas molas de constante
elástica k1 e k2 ,
respectivamente. 
 
Esse bloco movimenta-se ao longo do eixo x, com a orientação positiva da esquerda para a direita. 
Quando o bloco encontra-se na posição de equilíbrio x=0m, as molas não estão nem 
comprimidas nem distendidas. Despreze o atrito entre a superfície e o bloco. Despreze as 
massas das molas. 
a) (5 pontos) Determine a força resultante sobre o bloco quando ele está fora da posição de equilíbrio,
em uma posição X1 arbitrária, como indicado na figura.
b) (5 pontos) Usando a segunda lei de Newton, mostre que o movimento desse corpo mostrado na
imagem do enunciado é um Movimento Harmônico Simples (MHS). Ou seja, mostre que você pode
encontrar uma equação diferencial que identifica esse tipo de movimento.
c) (5 pontos) Encontre a frequência natural de oscilação desse sistema, escrevendo-a em função das
variáveis informadas no enunciado.
d) (5 pontos) Supondo que a massa m entre em movimento harmônico simples, apresentando uma
amplitude de movimento igual a 1,0×10−1m e período de oscilação igual a 1,0s. Determine uma
função horária da posição, x (t), possível para o movimento oscilatório realizado pela massa m ,
considerando X1 a posição inicial e a velocidade inicial igual a v0x=−25cm / s.
e) (5 pontos) A partir do resultado do item (d), qual é a velocidade máxima e a aceleração máxima da
massa?
f) (5 pontos) Qual é o primeiro instante em que a massa m estará em x=0 movendo se para a
direita?
Questão 2) Uma onda harmônica unidimensional propaga-se numa corda com velocidade igual
a 2,0m/s. Um pequeno segmento (no limite, um segmento infinitesimal) qualquer da corda,
enquanto essa onda o atravessa, possui deslocamento transversal máximo igual a 2,0m e
velocidade transversal máxima igual a 5,0m/s.
a) (6 pontos) Encontre a frequência, f , e o período, T, dessa onda harmônica.
b) (6 pontos) Determine o valor do comprimento de onda dessa onda harmônica.
c) (6 pontos) Baseado nas informações fornecidas no enunciado, determine uma possível função de
onda, y (x ,t ), que descreva essa onda harmônica.
d) (6 pontos) Baseado na resposta do item anterior, item c) encontre a função horária da velocidade
transversal para qualquer segmento infinitesimal da corda, v y ( x ,t ) ,enquanto a onda passa por ela.
e) (6 pontos) Qual seria a tração a que a corda está submetida, sabendo que a densidade linear de massa
dela é igual a 0,010 kg/m?