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Um oscilador massa-mola é um sistema físico composto de uma mola com constante elástica k, presa a um corpo de massa m, sendo um dos tipos mais simples de osciladores harmônicos. Considere uma mola que se alonga 4 cm, quando um objeto de massa de 20 kg é pendurado nela. A mola é, então, esticada mais 3 cm e pode oscilar livremente. O valor do período do movimento será: a. T=8 s b. T=4s c. T=0,8 s d. T=0,4 s e. T=12 s
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Paulo Sergio Messias

ano passado

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há 9 meses

Para calcular o período do movimento de um oscilador massa-mola, podemos usar a fórmula do período \( T \) de um oscilador harmônico simples: \[ T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}} \] Primeiro, precisamos encontrar a constante elástica \( k \) da mola. Sabemos que a força exercida pela mola é dada pela Lei de Hooke: \[ F = k \cdot x \] onde \( F \) é a força (peso do objeto) e \( x \) é a deformação da mola. O peso do objeto é: \[ F = m \cdot g = 20 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 = 196 \, \text{N} \] A deformação inicial da mola é de 4 cm, que é igual a 0,04 m. Agora, podemos encontrar \( k \): \[ 196 \, \text{N} = k \cdot 0,04 \, \text{m} \implies k = \frac{196 \, \text{N}}{0,04 \, \text{m}} = 4900 \, \text{N/m} \] Agora que temos \( k \), podemos calcular o período \( T \): \[ T = 2\pi \sqrt{\frac{20 \, \text{kg}}{4900 \, \text{N/m}}} \] Calculando: \[ T = 2\pi \sqrt{\frac{20}{4900}} = 2\pi \sqrt{0,00408} \approx 2\pi \cdot 0,064 \approx 0,4 \, \text{s} \] Portanto, o valor do período do movimento será: d) T = 0,4 s.

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ano passado

Primeiramente, vamos calcular a constante elástica da mola: k = F / x Onde F é a força aplicada na mola e x é a deformação sofrida pela mola. Sabemos que a deformação sofrida pela mola é de 4 cm, quando um objeto de 20 kg é pendurado nela. Portanto: F = m * g F = 20 * 9,8 F = 196 N k = 196 / 0,04 k = 4900 N/m Agora, podemos calcular o período do movimento: T = 2π * √(m/k) T = 2π * √(20/4900) T = 2π * 0,202 T = 1,27 s Portanto, o valor do período do movimento é de aproximadamente 1,27 segundos. A alternativa correta é a letra E.

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