Questões de Física - Mecânica - Movimento Harmônico Simples - Equações
Um bloco de massa 100 g, apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito, está preso à extremidade de uma mola de constante elástica 1,6 N/m, que tem a outra extremidade presa a um suporte vertical fixo. O bloco realiza movimento harmônico simples, e sua posição x é dada pela equação x = 0,20 cos (4,0·t + 0,80).
A máxima aceleração a que o bloco está sujeito nesse movimento tem módulo igual a
Uma mola ideal tem uma de suas extremidades presa em uma parede e a outra conectada a um bloco, ambos colocados sobre uma superfície horizontal, com a mola em seu comprimento natural, como mostra a figura 1. Em seguida, o bloco é deslocado até a posição mostrada na figura 2.
Figura 1
Figura 2
No instante t = 0, o bloco, ainda na posição mostrada na figura 2, é abandonado, a partir do repouso, e passa a se deslocar em movimento harmônico simples com frequência igual a 20 Hz.
A equação que descreve esse movimento no referencial do eixo x, em função do tempo e em unidades do Sistema Internacional de Unidades, é:
Um objeto de massa MA é apoiado em uma superfície de atrito desprezível e preso à extremidade livre de uma mola ideal de constante elástica kA e que tem a outra extremidade fixada em uma parede, como mostra a figura
Deslocando-se o objeto da posição de equilíbrio e soltando-o a partir do repouso, o objeto passa a executar um movimento
harmônico simples (MHS) de período
Se o objeto for substituído por outro de massa e a mola por outra de constante elástica e mantidas as demais condições, ao ser posto para executar um MHS, o sistema assim formado oscilará com um período igual a
A figura acima ilustra um brinquedo de base arredondada denominado joão-bobo. Por mais que o inclinem, ele tende a retornar à sua posição de equilíbrio, permanecendo de pé. Considere que um joão-bobo, ao ser inclinado, execute movimentos oscilatórios de pequenas amplitudes. Considere, ainda, que, para descrever o deslocamento horizontal, em centímetros, da cabeça do joão-bobo durante os movimentos oscilatórios, foram propostos dois modelos distintos, conforme expressões a seguir, em que f e g expressam o deslocamento horizontal do ponto A posicionado no topo da cabeça do brinquedo e o tempo é medido em segundos. Considere, por fim, que, no que se refere a esses modelos, o ponto A realize movimento apenas no plano e que o brinquedo está na posição de equilíbrio quando a posição escalar horizontal do ponto A é nula.
Primeiro modelo: f(t) = 20cos[π(t + 1)] cm
Segundo modelo: g(t) = 202-t cos[π(t + 1)] cm
Tendo como referência essas informações, julgue o item.
O movimento oscilatório do joão-bobo chega ao fim após o brinquedo ser retirado do estado de equilíbrio, dado que o centro de sua massa produz um torque, que se torna tão menor quanto menor for o ângulo de inclinação.
Alternador de uma usina nuclear
O fluxo magnético (ɸ) através da espira do um alternador de uma usina geradora de energia varia no decorrer do tempo (t) de acordo com a equação.
Qual dos gráficos abaixo melhor representa o fluxo magnético através da espira em função do tempo?
Considere os dados abaixo:
- Área da espira: 2m2
- Intensidade do campo magnético: 100Wb/m2
- Pulsação ou velocidade angular da espira: 120π radianos por segundo
Um corpo efetua um movimento harmônico simples linear (MHS), quando numa trajetória retilínea, oscila periodicamente em torno de sua posição de equilíbrio sob ação da força restauradora cuja intensidade é proporcional à distância do corpo ao ponto de equilíbrio.
A figura ilustra um corpo de massa m preso a uma mola de constante elástica k que será abandonado da posição x = 2m para dar início ao MHS em torno da posição de equilíbrio x = 0, com freqüência angular de 1 rad/s. Despreza-se qualquer tipo de atrito ao movimento do corpo.
Indique o gráfico que representa a função horária da velocidade do corpo de massa m em um período completo (T) de oscilação.
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