Questões de Física sobre Ondas e Vibrações

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As vibrações podem ser modeladas como uma onda, seguindo a função seno. A função a seguir 
é um exemplo de função utilizada para descrever o movimento de vibração de um objeto. Com 
base nessa equação, identifique o que representa o número "7" e assinale a alternativa 
CORRETA: 
 
x=7.cos(2t+5) 
Período. 
Frequência angular. 
Posição angular inicial. 
Amplitude. 
 
Na figura em anexo pode ser observado um sistema massa-mola com dois graus de liberdade. 
Com base nessa figura e nos dados fornecidos, determine quais as frequências naturais desse 
sistema, identifique a menor delas e assinale a alternativa CORRETA: 
 
Dados: 
K1 = 2 N/m. 
K2 = 4 N/m. 
K3 = 3 N/m. 
M1 = 1 kg. 
M2 = 3 kg. 
 
FONTE DA IMAGEM: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7028750. Acesso 
em: 22 jul. 2020. 
 
7,12 rad/s. 
2,58 rad/s. 
1,22 rad/s. 
4,14 rad/s. 
 
Uma massa de 5 kg está conectada a uma mola de 350 N/m e um amortecedor viscoso de 
constante c. Deseja-se projetar esse sistema para que possua um fator de amortecimento de 0,8. 
Com base nesse requisito, determine qual deve ser a constante de amortecimento c e assinale a 
alternativa CORRETA: 
102 N.s/m. 
67 N.s/m. 
84 N.s/m. 
41 N.s/m. 
 
Deseja-se projetar um sistema massa-mola para que possua um período de oscilação de 2 s. Se a 
massa a ser utilizada por esse sistema é de 15 kg, determine qual deverá ser a rigidez da mola e 
assinale a alternativa CORRETA: 
172 N.m. 
148 N.m. 
109 N.m. 
87 N.m. 
 
Um aluno de engenharia mede o período do movimento de um pêndulo utilizando um 
cronômetro. O aluno já sabe que a frequência angular do pêndulo é 3 rad/s. Com base nessa 
situação, calcule qual o tempo que o aluno medirá no cronômetro e assinale a alternativa 
CORRETA: 
0,9 s. 
1,7 s. 
3.4 s. 
2,1 s. 
 
 
Uma máquina rotativa encontra-se sob uma carga de 350 N, e teve sua rigidez medida em 
20.000 N/m. Se o fator de amortecimento da máquina for igual a 0,6, estime a amplitude 
máxima do movimento e assinale a alternativa CORRETA: 
22,3 mm. 
19,4 mm. 
7,56 mm. 
14,6 mm. 
 
 
Um sistema vibratório possui rigidez k=400 N/m, amortecimento viscoso de 80 N.s/m e massa 
igual a 8 kg. Esse sistema é excitado por uma força harmônica de amplitude 120 N e frequência 
4 rad/s. Determine qual a amplitude de resposta desse sistema e assinale a alternativa 
CORRETA: 
0,291 m. 
0,187 m. 
0,405 m. 
0,125 m. 
 
 
Uma máquina giratória possui uma massa excêntrica de 0,4 kg que se encontra 25 mm do eixo 
central. Se essa máquina girar a 32 rad/s determine qual será a magnitude da força causada pela 
massa excêntrica e assinale a alternativa CORRETA: 
18,4 N. 
7,63 N. 
21,9 N. 
10,2 N. 
 
Um sinal é dado por uma onda senoidal de amplitude 5 e período 1,6 s. Calcule qual o valor 
RMS desse sinal e assinale a alternativa CORRETA: 
2,713. 
7,070. 
4,555. 
3,535. 
 
 
Um engenheiro realizou medições de vibração sobre uma máquina, determinando que os pontos 
de meia potência encontram-se em 28 e 44 rad/s. Se a frequência natural do sistema é 36 rad/s, 
estime o fator de amortecimento do sistema e assinale a alternativa CORRETA: 
0,66. 
0,88. 
0,44. 
0,22. 
 
 
Um ventilador é capaz de gerar uma pressão manométrica de 260 Pa, com um fluxo de ar de 0,6 
m^3/s. Se a potência sonora específica desse ventilador for de 14 dB, calcule qual será a 
potência sonora total e assinale a alternativa CORRETA: 
26,3 dB. 
34,9 dB. 
58,6 dB. 
45,1 dB. 
 
 
Um engenheiro, buscando melhor caracterizar um meio fluido, decidiu testar a propagação 
sonora nesse. Para isso, ele emitiu uma onda sonora com frequência de 1.000 Hz em uma 
extremidade de um tubo preenchido com o fluido e percebeu que o outro lado, há 4 m de 
distância, começou a vibrar 0,005 s após. Com base nesse experimento, determine qual o 
comprimento da onda utilizado no experimento e assinale a alternativa CORRETA: 
0,2 m. 
0,4 m. 
0,8 m. 
1,6 m. 
 
 
As medições de intensidade sonora utilizam uma escala em decibel, que possui como referência 
a pressão sonora de 20 micropascals. Se uma onda sonora teve sua pressão medida, observando 
que a pressão média quadrática foi igual a 20 mPa, calcule qual será o nível de pressão sonora 
em dB e assinale a alternativa CORRETA: 
20 dB. 
40 dB. 
80 dB. 
60 dB. 
 
 
A escala em decibel é uma escala logarítmica, portanto para calcular a intensidade de duas ou 
mais ondas sonoras atuando ao mesmo tempo não é possível simplesmente somá-las. Para 
realizar essa operação, pode-se utilizar ferramentas como o gráfico em anexo. Suponha que uma 
empresa possua três máquinas que trabalham a 60 dB, 62 dB e 68 dB. Calcule qual será o nível 
sonoro total nessa fábrica e assinale a alternativa CORRETA: 
 
69,5 dB. 
78,0 dB. 
72,5 dB. 
66,0 dB. 
 
 
Em um dia de verão ao ar seco a temperatura encontra-se a 26 ºC. Se uma onda sonora viajando 
nesse dia possuir um comprimento de onda de 0,6 m, determine qual será a frequência de 
vibração para essa onda e assinale a alternativa CORRETA: 
944 Hz. 
183 Hz. 
578 Hz. 
326 Hz. 
 
 
Uma vibração tem seu movimento dado pela função seno, e possui amplitude igual a 3 cm, 
frequência angular igual a 2 rad/s e posição inicial na origem. Com base nisso, classifique V 
para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) A posição do objeto vibrante em t=2 s é -1,96 cm. 
( ) A velocidade do objeto vibrante em t=0 s é 4 cm/s. 
( ) A aceleração do objeto vibrante em t=1 s é -10,9 cm/s^2. 
( ) O objeto vibrante encontra-se em ressonância. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
F - V - F - V. 
F - F - V - V. 
V - F - V - F. 
V - V - F - F. 
 
 
A vibração pode ser classificada em vários tipos, dependendo das condições em que ocorre e do 
seu comportamento. Uma das principais classificações é a das vibrações livres, forçadas e 
amortecidas. Com base nessas três classificações, associe os itens, utilizando o código a seguir: 
 
I- Vibração livre. 
II- Vibração forçada. 
III- Vibração amortecida. 
 
( ) Vibração em que ocorre perda de energia do sistema com o passar do tempo. 
( ) Vibração produzida devido a uma ação externa. 
( ) Vibração produzida devido a um desvio ou velocidade inicial do corpo. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
II - I - III. 
III - II - I. 
I - III - II. 
I - II - III. 
 
 
As vibrações podem ser modeladas como uma onda, seguindo a função seno. A função a seguir 
é um exemplo de função utilizada para descrever o movimento de vibração de um objeto. Com 
base nessa equação, identifique o que representa o número "4" e assinale a alternativa 
CORRETA: 
 
x=2.sen(4t+3) 
Frequência angular. 
Período. 
Amplitude. 
Posição angular inicial. 
 
 
Um aluno de engenharia mede o período do movimento de uma mola utilizando um cronômetro, 
obtendo um tempo de 8 s até essa repetir o seu movimento. Com base nessa situação, calcule 
qual a frequência angular do movimento e assinale a alternativa CORRETA: 
0,31 rad/s. 
0,79 rad/s. 
1,45 rad/s. 
2,27 rad/s. 
 
 
Uma massa de 3 kg está conectada a uma mola de 150 N/m e um amortecedor viscoso de 
constante c = 25 N.s/m. Com base nesse sistema, determine o fator de amortecimento e assinale 
a alternativa CORRETA: 
1,31. 
0,37. 
0,59. 
2,44. 
 
 
Um sistema massa-mola possui uma massa de 10 kg, que está presa a uma mola de rigidez igual 
a 360 N/m. Com base nisso, calcule qual a frequência natural do sistema e assinale a alternativa 
CORRETA: 
12 rad/s. 
3 rad/s. 
6 rad/s. 
36 rad/s. 
 
 
A frequência natural é um conceito importante na análise de vibração de um sistema, estando 
ligada ao conceito de ressonância e de modos de vibração de um sistema. Com base nisso, 
classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) A frequência natural aumenta com o aumento da rigidez do sistema. 
() A frequência natural não depende da frequência da força aplicada. 
( ) Em uma máquina rotativa, a frequência natural deve ser menor do que a frequência de 
rotação. 
( ) Existe apenas para sistemas não amortecidos. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
F - V - F - V. 
F - F - V - V. 
V - F - V - F. 
V - V - F - F. 
 
Assim como a rigidez e a massa, o amortecimento é um dos principais elementos de sistemas 
vibratórios. Com base no amortecimento, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as 
falsas: 
 
( ) Costuma ser modelado como mais de um tipo. 
( ) É o elemento que relaciona forças com aceleração. 
( ) Sua massa é geralmente desprezada. 
( ) Sua unidade no SI é N.m/s. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
F - F - V - V. 
F - V - F - V. 
V - V - F - F. 
V - F - V - F. 
 
 
Os modos de vibração representam as formas através das quais um sistema de múltiplos graus 
de liberdade é capaz de vibrar. Com base nesses sistemas, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) O número de modos de vibração é igual ao número de elementos de massa do sistema. 
( ) Os modos de vibração ocorrem apenas em vibrações livres. 
( ) O número de frequências naturais não pode ser maior do que o número de modos de 
vibração. 
( ) Os modos de vibração ocorrem todos para a mesma frequência de movimento. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
F - V - F - V. 
F - F - V - V. 
V - V - F - F. 
V - F - V - F. 
 
 
Os defeitos em rolamentos ocorrem em quatro estágios, que podem ser identificados com base 
na frequência de vibração dos rolamentos durante a operação. Como base nesses estágios, 
identifique a frequência de vibração predominante que surge em cada um e associe os itens, 
utilizando o código a seguir: 
 
I- 1º Estágio. 
II- 2º Estágio. 
III- 3º Estágio. 
IV- 4º Estágio. 
 
( ) Frequências altas, que não podem ser detectadas pela audição humana. 
( ) Frequência da rotação do rotor. 
( ) Frequências médias a altas, resultantes de desgaste das pistas de rolamento. 
( ) Frequências médias a baixas, resultantes de defeitos no próprios rolamentos. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
IV - I - III - II. 
II - III - I - IV. 
III - II - IV - I. 
I - IV - II - III. 
 
 
Uma máquina rotativa encontra-se sob uma carga de 250 N, e teve sua rigidez medida em 
40.000 N/m. Se o fator de amortecimento da máquina for igual a 0,35, estime a amplitude 
máxima do movimento e assinale a alternativa CORRETA: 
8,92 mm. 
3,71 mm. 
0,94 mm. 
16,8 mm. 
 
As vibrações ocupacionais referem-se às vibrações que podem ser perigosas à saúde dos seres 
humanos ou gerar grande desconforto quando exposto a elas. Com base no exposto, classifique 
V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Existe uma frequência natural de vibração para o corpo humano, de 60 Hz, que deve ser 
evitada. 
( ) O corpo humano pode ser considerado um sistema de múltiplos graus de liberdade. 
( ) Essas vibrações podem ser divididas em vibrações que afetam o corpo inteiro e vibrações que 
afetam a mão e o braço. 
( ) Frequências baixas, abaixo de 100 Hz, não entram em ressonância com o corpo humano. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
F - V - V - F. 
F - F - V - V. 
V - V - F - F. 
V - F - F - V. 
 
 
Um sistema vibratório possui rigidez k=100 N/m, amortecimento viscoso de 20 N.s/m e massa 
igual a 8 kg. Esse sistema é excitado por uma força harmônica de amplitude 50 N e frequência 3 
rad/s. Determine qual a amplitude de resposta desse sistema e assinale a alternativa CORRETA: 
0,10 m. 
0,70 m. 
0,30 m. 
0,50 m. 
 
 
As funções excitadoras são aquelas que descrevem como a força age sobre o sistema, gerando o 
movimento de vibração. Elas podem ser de quatro formas: harmônica de regime permanente, de 
regime quase-permanente, transiente e aleatória contínua. Com base nessas formas de funções 
excitadoras, associe os itens, utilizando o código a seguir: 
 
I- Excitação harmônica de regime permanente. 
II- Excitação de regime quase-permanente. 
III- Excitação transiente. 
IV- Excitação aleatória contínua. 
 
( ) Excitação que não segue nenhum padrão. 
( ) Uma excitação de frequência constante, na forma de seno ou cosseno. 
( ) Uma excitação de frequência que varia lentamente, na forma de seno ou cosseno. 
( ) Uma excitação de tempo curto que possui as frequências de interesse. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
II - IV - III - I. 
III - II - I - IV. 
IV - I - II - III. 
I - III - IV - II. 
 
 
O desalinhamento de rotores é um dos problemas em máquinas que leva a vibrações, gerando 
ruído e podendo levar à falha do equipamento. Com base nesse assunto, classifique V para as 
sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) A vibração causada pelo desalinhamento de rotores é axial. 
( ) O desalinhamento angular de rotores leva a vibrações radiais. 
( ) A vibração ocorre na frequência de rotação dos rotores e múltiplos desta. 
( ) A menor frequência de vibração é a de maior amplitude para vibrações axiais. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
V - F - V - F. 
F - V - F - V. 
F - F - V - V. 
V - V - F - F. 
 
 
O isolamento de vibração é um dos conceitos mais importantes na análise de vibrações de 
máquinas industriais, podendo causar a vibração de uma máquina a partir da vibração de outra. 
Com base nisso, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Consiste em impedir a passagem de vibrações entre duas máquinas conectadas. 
( ) Requer um bom amortecimento. 
( ) É baseado na fundação da máquina. 
( ) Preocupa-se principalmente com o ruído gerado. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
V - F - F - V. 
V - V - F - F. 
F - V - V - F. 
F - F - V - V. 
 
 
Os sinais se dividem em dois grupos: estacionários e não estacionários, que por sua vez se 
dividem em dois outros grupos cada: determinísticos, aleatórios, contínuos e transientes. Com 
base nesses conceitos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Os sinais estacionários são previsíveis quando analisados por tempo longo. 
( ) Os sinais não estacionários são causados por uma única frequência vibrante. 
( ) O sinais aleatórios não possuem características determinantes. 
( ) Os sinais transientes ocorrem em momentos únicos, separados, sendo imprevisíveis antes 
desses momentos. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
V - V - F - F. 
F - F - V - V. 
V - F - F - V. 
F - V - V - F. 
 
 
Ao tratar-se da medição de vibrações em máquinas, faz-se necessário o uso da metodologia 
correta para obter resultados úteis. Com base nisso, classifique V para as sentenças verdadeiras 
e F para as falsas: 
 
( ) O espectro de frequência possibilita determinar a origem das vibrações. 
( ) As medições de vibração devem ser realizadas todas no mesmo eixo. 
( ) O desbalanceamento de um rotor pode ser verificado com dois pontos de medição com 
acelerômetro. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
F - V - V. 
V - F - V. 
F - V - F. 
V - F - F. 
 
 
Os sinais podem ser divididos em quatro grupos principais: determinísticos, aleatórios, 
contínuos e transientes. Com base nesses conceitos, associe os itens, utilizando o código a 
seguir: 
 
I- Sinais determinísticos. 
II- Sinais aleatórios. 
III- Sinais contínuos. 
IV- Sinais transientes. 
 
( ) Rotação de um mancal. 
( ) Ruído causado pelo caminhar de uma pessoa em um prédio. 
( ) Ruído causado pelo vento. 
( ) Som de uma cachoeira. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
II - I - IV - III. 
IV - III - II - I. 
III - II - I - IV. 
I - IV - III - II.