Questões de Física - Ondulatória - Movimento Harmônico Simples - Energia

As funções trigonométricas são, muitas vezes, utilizadas no estudo de tópicos básicos de Física. Alguns fenômenos físicos podem assumir valores máximos e/ou mínimos. Se um fenômeno físico é representado pela função f(x) = 110(senx + cosx), ele atingirá valor máximo e mínimo para os valores de x = x₀ tais que senx₀ = cosx₀.

Nesse caso, o valor máximo atingido pelo fenômeno é

Um pêndulo simples é abandonado da posição B e seu movimento é observado até a posição C. O movimento da projeção da sombra da esfera do pêndulo sobre um eixo horizontal, onde são marcadas as posições (x), descreve um movimento harmônico simples, conforme a figura.

Considerando o movimento do pêndulo conservativo, assinale a alternativa que representa corretamente a energia cinética (Ec) referente ao componente horizontal da velocidade do pêndulo em função da posição x.

Considere que

I – a esfera possui massa igual a “m”;
II – o cabo tem massa desprezível;
III – a pulsação do movimento é representado por “ω” e
IV – as projeções dos pontos B e C no eixo “x” são, respectivamente, as posições -A e A. 

Uma partícula executa um movimento harmônico simples de amplitude A e período T ao longo de um dos eixos coordenados.

Supondo-se nula a fase inicial das oscilações, a relação entre a energia potencial da partícula U e sua energia cinética K, no instante T/8, é tal que

O osciloscópio, que pode ser analógico ou digital, é um dos mais importantes e versáteis instrumentos utilizados em eletrônica. Com esse dispositivo, é possível acompanhar a evolução de um sinal elétrico e suas variações com tempo. Na tela (Ecrã) de um osciloscópio analógico típico, um ponto pertencente à representação gráfica de um sinal elétrico executa um movimento harmônico simples entre Y = -A e Y = A (eixo das amplitudes). Em muitas situações práticas, o movimento harmônico simples (MHS) pode ser representado pela projeção do movimento de uma partícula descrevendo um movimento circular uniforme (MCU), o que simplifica significativamente os cálculos.

Sabendo que o ponto, na tela, vai de 0 a A/2 em T₁ segundos e que vai de A/2 a A em T₂ segundos, é correto dizer que a razão entre T₁/T₂ corresponde a

Um objeto realiza movimento harmônico simples sobre uma superfície horizontal e sem atrito. Esse objeto está preso a uma das extremidades de uma mola ideal de constante elástica k = 2,0 N/m, a qual tem a outra extremidade presa a uma parede. O gráfico representa a elongação da mola em função do tempo.

O trabalho realizado pela força elástica da mola sobre o objeto entre os instantes 1,6 s e 2,4 s é igual a

Considere um pêndulo simples composto por um fio ideal de comprimento 80 cm e uma pequena esfera metálica de massa 50 g, acoplada a uma das extremidades do fio. A outra extremidade é fixada ao teto de uma sala, cuja distância até o chão é de 2,5 m. O pêndulo é posto a oscilar a partir do repouso, com o fio formando um ângulo de 60o com a vertical, conforme mostrado na figura a seguir.

Desprezando qualquer tipo de atrito e adotando g = 10 m/s², o módulo da velocidade da esfera quando passa pela posição mais baixa de sua trajetória é um valor mais próximo de