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Um corpo de massa igual a 2,0 kg oscila sobre uma mesa horizontal lisa, preso a uma mola também horizontal, cuja constante elástica é k = 200 N/m. ...

Um corpo de massa igual a 2,0 kg oscila sobre uma mesa horizontal lisa, preso a uma mola também horizontal, cuja constante elástica é k = 200 N/m. A amplitude da oscilação é A = 10 cm. Nessas condições, dê como resposta a soma dos números correspondentes às afirmacoes corretas. Considere g = 10 m/s2. (01) A força que a moça exerce sobre o corpo é constante e vale 20 N. (02) Se nenhuma força externa agir sobre o sistema, o mesmo oscilará indefinidamente. (04) A frequência angular de oscilação é de 10 rad/s. (08) O módulo da velocidade máxima do corpo é de 1,0 m/s e ocorre no ponto de máximo deslocamento, em relação à posição de equilíbrio. (16) O período de oscilação é igual a 5π s.
(01) A força que a moça exerce sobre o corpo é constante e vale 20 N.
(02) Se nenhuma força externa agir sobre o sistema, o mesmo oscilará indefinidamente.
(04) A frequência angular de oscilação é de 10 rad/s.
(08) O módulo da velocidade máxima do corpo é de 1,0 m/s e ocorre no ponto de máximo deslocamento, em relação à posição de equilíbrio.
(16) O período de oscilação é igual a 5π s.

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Tópicos de Física 2 - Caderno de Estudos-058-060
3 pág.

Física Colégio ObjetivoColégio Objetivo

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A amplitude da oscilação é A = 10 cm, ou seja, A = 0,1 m. A frequência angular de oscilação é dada por w = sqrt(k/m), onde k é a constante elástica e m é a massa do corpo. Substituindo os valores, temos w = sqrt(200/2) = 10 rad/s. Portanto, a afirmativa (04) está correta. O período de oscilação é dado por T = 2π/w. Substituindo os valores, temos T = 2π/10 = π/5 s. Portanto, a afirmativa (16) está correta. A velocidade máxima do corpo ocorre no ponto de máximo deslocamento, em relação à posição de equilíbrio, e é dada por Vmax = A*w. Substituindo os valores, temos Vmax = 0,1*10 = 1 m/s. Portanto, a afirmativa (08) está correta. A força que a mola exerce sobre o corpo varia ao longo do movimento, não sendo constante. Portanto, a afirmativa (01) está incorreta. Se nenhuma força externa agir sobre o sistema, o mesmo oscilará indefinidamente, desde que a amplitude da oscilação seja pequena o suficiente para que a aproximação da lei de Hooke seja válida. Portanto, a afirmativa (02) está correta. Somando os números correspondentes às afirmativas corretas, temos 4 + 16 + 8 = 28. Portanto, a alternativa correta é a letra (D).

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