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Ajuda em oscilador massa-mola - Fisica II

Gostaria de saber como resolver essa questão pois ja tentei e meu resuldado não fica compativel com as alternativas:

Um oscilador harmônico massa-mola regido por X(t)=2.cos(Pi/4) deve ser fotografado. Sabendo-se que a velocidade para a qual o dispositivo de captura de imagem (maquina fotografica) está calibgrado é Pi/4, determine quanto tempo após passar pela posição de equilibrio a massa do oscilador deverá ser fotografada.

(a) 5,4s  (b)1,3s  (c)6,0s  (d)2,7s  (e)2,6s

 

Tentei resolver da seguinte maneira:

X(t) = 2.cos(Pi/4t)

X(t) = A.cos(ωt + Φ)

ou seja, A=2 , ω = Pi/4 e Φ = 0

Aplicando na fórmula da velocidade

V(t) = -ω.A. sen (ω.t + Φ)

Pi/4 = - Pi/4 . 2. sen( Pi/4.t + 0)

Pi/4 = - Pi/2 . sen( Pi/4t)

0,785 / 1,57 = sen 45°.t

0,5 = 0,707 t

t = 0,71

💡 1 Resposta

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Elias Souza

Bom dia Estacio, Voce terá que calcular a Vmaxima do sistema massa-mola (Pi/2 m/s) e o tempo que o sistema leva para atingi-la (t=2s). Terá também que calcular o tempo que o sistema levaria para atingir a velocidade da camera (t=0,66s).

Como o sistema tem uma Vm maior que o da camera, a foto terá que ser tirada antes que o sistema atinja a Velocidade Maxima, depois de passar pelo ponto de equilibrio, então:

t(Vmaxima massa-mola) - t(V=Pi/4) --> 2 - 0,66s = 1,34s 

Resposta letre "b"

OBS: a foto poderia ser tirada também, logo após passa pela amplitude maxima, onde a velocidade estaria em decaimento, entao 2 + 0,6 que seria 2.6s ( mas ai seria antes do ponto de equeilibrio)

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RD Resoluções

Para encontrar o tempo em que a massa deve ser fotografada, devemos realizar os cálculos abaixo:

\(\begin{align}&&V\left( t \right){\text{ }} &= {\text{ }} - \omega A{\text{ }}sen{\text{ }}\left( {\omega t{\text{ }} + \;\Phi } \right)\\&&\frac{\pi }{4} &= {\text{ }} - {\text{ }}\frac{\pi }{4} \cdot 2{\text{ }}sen\left( {\frac{\pi }{4}t + 0} \right)\\&&\frac{{0,785}}{{1,57}} &= sen0,78t\\&&t &= 5,4{\text{ s}}\end{align}\)

Portanto, a massa deve ser fotografada em \(\boxed{t = 5,4{\text{ s}}}\), ou seja, alternativa A.

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