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Um oscilador harmônico simples desloca-se entre os pontos A e B, conforme a figura abaixo. O oscilador passa pelo ponto O, equidistante dos pontos A e B, com velocidade de 3,0 m/s. Sabendo que o módulo da aceleração do oscilador nos pontos A e B é 3,6 · 10^4 m/s² e considerando π = 3, determine, em kHz, a frequência de seu movimento.

a) 2 kHz
b) 3 kHz
c) 4 kHz
d) 5 kHz
e) 6 kHz
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Desafios para Aprender

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para determinar a frequência de oscilação do oscilador harmônico simples, podemos usar a fórmula da frequência angular: \[ \omega = \sqrt{\frac{k}{m}} \] Onde: - \( \omega \) é a frequência angular, - \( k \) é a constante elástica do oscilador, - \( m \) é a massa do oscilador. Sabemos que a aceleração nos pontos A e B é dada por: \[ a = \omega^2 \cdot A \] Onde \( A \) é a amplitude da oscilação. Dado que a aceleração nos pontos A e B é 3,6 x 10^4 m/s² e a velocidade é 3,0 m/s, podemos encontrar a amplitude da oscilação. Com a amplitude, podemos calcular a frequência angular e, em seguida, a frequência em kHz. Calculando a amplitude da oscilação: \[ a = \omega^2 \cdot A \] \[ 3,6 \times 10^4 = \omega^2 \cdot A \] \[ A = \frac{3,6 \times 10^4}{\omega^2} \] Como a velocidade é dada por: \[ v = \omega \cdot A \] \[ 3,0 = \omega \cdot A \] \[ A = \frac{3,0}{\omega} \] Igualando as expressões para \( A \): \[ \frac{3,6 \times 10^4}{\omega^2} = \frac{3,0}{\omega} \] \[ 3,6 \times 10^4 = 3,0 \times \omega \] \[ \omega = \frac{3,6 \times 10^4}{3,0} \] \[ \omega = 1,2 \times 10^4 \] Agora, podemos calcular a frequência em kHz: \[ f = \frac{\omega}{2\pi} \] \[ f = \frac{1,2 \times 10^4}{2\pi} \] \[ f \approx \frac{1,2 \times 10^4}{6,28} \] \[ f \approx 1907,6 \, Hz \] \[ f \approx 1,91 \, kHz \] Portanto, a resposta correta é: a) 2 kHz

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Analise as afirmacoes a seguir:
I. O movimento da sombra projetada pela esfera é periódico e oscilatório.
II. O movimento da sombra tem o mesmo período do movimento da esfera.
III. Enquanto a esfera descreve uma semicircunferência, a sombra completa uma oscilação.
IV. A amplitude do movimento da sombra é igual ao diâmetro da circunferência descrita pela esfera.
V. O movimento da sombra é harmônico simples.
Indique a alternativa verdadeira.

a) Se apenas I e V forem corretas.
b) Se apenas I, II, IV e V forem corretas.
c) Se apenas I, II e V forem corretas.
d) Se apenas V for correta.
e) Se todas forem corretas.

Uma partícula realiza um MHS (movimento harmônico simples) segundo a equação x = 0,2 cos π/2 + π/2 t, no SI. A partir da posição de elongação máxima, o menor tempo que esta partícula gastará para passar pela posição de equilíbrio é:

a) 8 s.
b) 4 s.
c) 2 s.
d) 1 s.
e) 0,5 s.

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