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12. Uma partícula de dimensões desprezíveis oscila entre dois pontos P e –P, de uma superfície horizontal, livre de quaisquer forças resistivas (at...

12. Uma partícula de dimensões desprezíveis oscila entre dois pontos P e –P, de uma superfície horizontal, livre de quaisquer forças resistivas (atrito com a superfície, resistência do ar), de tal maneira que podemos afirmar, com excelente aproximação que a referida partícula executa um movimento harmônico simples (MHS). O diagrama indicado, elongação-tempo, foi confeccionado por engenheiros que observavam o comportamento oscilatório da referida partícula para comparar com estruturas vibrantes da asa de uma aeronave recém lançada no mercado interno. Atente que, por uma falha técnica da impressora dos engenheiros, algumas partes do gráfico não ficaram legíveis.
Pede-se:
a) A equação da elongação da partícula.
b) A posição da partícula no instante t = T/3 s, onde T é o período de oscilação da partícula.
a) Equação da elongação
b) Posição da partícula

Essa pergunta também está no material:

fisica_mhs_movimento_harmonico_simples
7 pág.

Lista matadora para revisão do MHS, já com respostas.

Física II Universidade Estácio de SáUniversidade Estácio de Sá

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a) A equação da elongação da partícula é dada por: x(t) = A cos(ωt + φ) Onde: A é a amplitude da oscilação; ω é a frequência angular da oscilação, dada por ω = 2π/T, onde T é o período da oscilação; φ é a fase inicial da oscilação. Pelo gráfico, podemos ver que a amplitude da oscilação é de 2 cm. Como não temos informações sobre a fase inicial, vamos assumir que φ = 0. Portanto, a equação da elongação da partícula é: x(t) = 2 cos(2πt/T) b) Para encontrar a posição da partícula no instante t = T/3 s, basta substituir t = T/3 na equação da elongação: x(T/3) = 2 cos(2π/3) Usando a identidade trigonométrica cos(2π/3) = -1/2, temos: x(T/3) = 2 (-1/2) = -1 cm Portanto, a posição da partícula no instante t = T/3 s é -1 cm.

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