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Termodinâmica

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Questão 7/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Sistemas oscilatórios aparecem em diversas áreas da Física e da Engenharia, como na modelagem de circuitos elétricos, vibrações mecânicas e ondas sonoras. O movimento harmônico simples (MHS) descreve o comportamento de partículas sujeitas a uma força restauradora proporcional à sua posição. Nesse movimento, a aceleração a(t) é dada por, a ( t ) = − ω 2 . x ( t ) indicando que a aceleração e a posição possuem sinais opostos. O gráfico abaixo representa a aceleração a(t) em função do tempo t para uma partícula que realiza MHS. Sabendo que a aceleração é máxima em módulo nos extremos da trajetória e nula na posição de equilíbrio, analise o comportamento da partícula no ponto 4 e assinale a alternativa correta. No instante correspondente ao ponto 4, a partícula está na posição: A x (t) = - A B x (t) = +A C Entre –A < x (t) < 0 D Entre 0 < x (t) < +A E x(t) = 0
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Fabiano Portz Nunes

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender o comportamento do movimento harmônico simples (MHS). No MHS, a aceleração é máxima em módulo nos extremos da trajetória (ou seja, quando a partícula está nas posições \( x = -A \) ou \( x = +A \)) e é nula na posição de equilíbrio (\( x = 0 \)). Dado que a aceleração é dada por \( a(t) = -\omega^2 \cdot x(t) \), isso indica que a aceleração e a posição têm sinais opostos. Portanto: - Quando a partícula está em \( x = -A \), a aceleração é máxima e positiva. - Quando a partícula está em \( x = +A \), a aceleração é máxima e negativa. - Quando a partícula está em \( x = 0 \), a aceleração é nula. Agora, analisando o ponto 4 no gráfico mencionado (embora não possamos vê-lo, sabemos que a aceleração é nula na posição de equilíbrio e máxima nos extremos): - Se a aceleração é nula, a partícula está em \( x(t) = 0 \). - Se a aceleração é máxima, a partícula está em \( x(t) = -A \) ou \( x(t) = +A \). Como a questão pede para identificar a posição da partícula no ponto 4, e considerando que a aceleração é nula na posição de equilíbrio, a alternativa correta é: E) \( x(t) = 0 \).

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