Considere um sistema oscilante formado por uma massa presa a uma mola. O objeto, que possui massa m, oscila na extremidade de uma mola de constante elástica k. Se a amplitude de oscilação é dada por A, a máxima velocidade adquirida pelo objeto nesse sistema pode ser expressa por 

Em um laboratório, um objeto varia sua posição descrevendo um movimento harmônico simples. Neste caso, podemos afirmar que o deslocamento, em relação à posição de equilíbrio, é máximo quando 

Considere um sistema composto de dez molas ligadas a uma massa M, conforme figura a seguir. Todas as molas possuem a mesma constante elástica k. Desprezando as massas das molas e das barras de suporte e as forças de atrito, assinale a alternativa que apresenta o valor da frequência de oscilação desse sistema se k = 3,0 x 10² N/m e m = 1,0 kg. 

Um pêndulo simples é composto de um longo fio de massa desprezível e de uma pequena esfera de massa igual a 2,4 x 10^–4 kg e carga elétrica q. Ao ser posto a oscilar, verifica-se que o seu período é T_i. Em seguida, gera-se na região compreendida pelo pêndulo um campo elétrico constante e vertical E, de modo que o período do pêndulo altera-se para T_f, sendo que T_f, = 4 T_i. Considerando que a intensidade do campo elétrico gerado é de 50 N/C e que a aceleração da gravidade no local é de 10 m/s2, assinale a alternativa que apresenta o valor da carga elétrica q da esfera. 

No regime de pequenas oscilações, o período de um pêndulo simples aumenta quando 

O sistema massa-mola é um oscilador harmônico linear simples (MHS), no qual um bloco é capaz de executar um movimento harmônico simples. Considere um bloco de massa 400 g, preso em uma mola cuja constante elástica é de 40 N/m. O bloco é puxado sobre uma superfície sem atrito e solto, a partir do repouso, quando a mola atinge uma deformação de 20 cm. Qual a frequência angular do movimento (MHS) executada pelo bloco? 

Um corpo de massa m = 0,8 kg está preso a uma extremidade de uma mola de constante elástica k = 320 N/m, executando movimento harmônico simples ao longo de uma superfície horizontal sem atrito. Sabendo-se que a amplitude do movimento é A = 0,15 m, a velocidade máxima do corpo durante o movimento é:

Um sistema massa-mola com amortecimento desprezível possui uma frequência natural de oscilação f₀. Uma força externa periódica de frequência f passa a atuar sobre esse sistema e, à medida que a frequência da força externa f se aproxima da frequência natural f₀, observa-se um aumento significativo na amplitude de oscilação do sistema. Esse fenômeno físico é conhecido como

Em um experimento de laboratório, um bloco de massa m = 0,25 kg está conectado a uma mola ideal em um trilho de ar horizontal sem atrito. O técnico observa que o sistema leva π segundos para realizar exatas 10 oscilações completas. Após o sistema ser colocado em repouso na posição de equilíbrio, o bloco é puxado por uma distância de 10 cm e solto a partir do repouso no instante t = 0. Nesse caso, qual será sua energia cinética quando ele passar pela posição x = 6 cm? 

Com relação à ressonância de maré em uma baía semi-fechada, assinale a opção INCORRETA.

Uma corda de comprimento L = π tem suas extremidades fixas em x = 0 e x = π. O deslocamento vertical u (x, t)  da corda satisfaz a equação da onda: 

                                                                                    , 0 < x < π, t>0 

A corda tem suas extremidades fixadas, de modo que as condições de contorno são u (0, t) = u (π, t)=0. No instante t=0, a corda é solta do repouso (isto é,  (x, 0)=0) a partir da configuração inicial u (x,0)=3sen(2x). Nesse contexto, assinale a alternativa que descreve o movimento da corda para t>0.

Considere que os blocos A e B, um atrás do outro, movimentam-se, na mesma direção, de oeste para leste, sobre uma superfície horizontal sem atrito, onde A está atrás de B. A tem massa de 4 kg e velocidade de módulo 16 m/s, e B tem massa de 4 kg e velocidade de módulo 6 m/s. Na parte de trás do bloco B, está presa uma mola, de massa desprezível. A constante elástica da mola é de 200 N/m. Em certo momento, os blocos colidem e a mola terá sua compressão máxima. Dessa maneira, qual será a deformação máxima sofrida pela mola?

Duas ondas se propagam em uma corda na mesma direção, possuindo ambas as mesmas frequências angulares e a mesma amplitude de 40 mm. Sabe-se que, em um determinado ponto da corda, a amplitude é de 60 mm. Calcule a diferença de fase, Φ, entre as duas ondas incidentes e assinale a opção correta.

Um oscilador harmônico é modelado de acordo com seguinte equação:

Qual das opções abaixo corresponde ao caso de ressonância?

Suponha que um militar trabalhe no setor de comunicações de uma estação rádio da Marinha e precise construir um oscilador com indutor e capacitor (LC), considerando-se um oscilador ideal, para que seu equipamento receba sinal de comunicação. O sinal recebido opera com comprimento de onda de 400 km. Sabendo que ele dispõe de indutor de 4,5 mH, o capacitor que esse militar utilizará para compor seu circuito deverá ter capacitância aproximadamente de:

Dados: π² ≈ 10 е c = 3 × 10⁸ m/s. 

Observe a figura abaixo.

Um corpo de massa m = 1 kg está posicionado em um plano inclinado sem atrito de ângulo a = 30° e está unido com uma mola de elasticidade k = 2 N/m e um amortecedor de constante c = 2√2 Ns/m. Dentre as opções abaixo, qual descreve em metros a posição de x(t) desse corpo no tempo a partir do repouso? Utilize g = 10 m/s².

A aceleração da gravidade g é medida indiretamente por um pêndulo simples através da relação g = 4π²L / T² . Em um experimento controlado, as incertezas sistemáticas foram eliminadas. Se a incerteza relativa no comprimento do fio (σ_L/L) é de 2% e no período (σ_T/T) é de 3%, a incerteza relativa resultante em g, pelo método de propagação de incertezas (quadratura), é aproximadamente

Uma partícula de massa m move-se ao longo do eixo x sob a ação de um campo de forças unidimensional conservativo, descrito pelo potencial U(x) = U₀ [(x / a)⁴ - 2(x / a)²], em que U₀ > 0 e a > 0 são constantes reais.
A partícula é lançada a partir da posição x = 0 com velocidade inicial v₀ , em um sistema isolado, sem forças dissipativas.
Considere valores de v₀ tais que o movimento seja limitado e que a partícula execute oscilações de pequena amplitude em torno de um dos pontos de equilíbrio estável do sistema.
Determine a frequência angular ω dessas pequenas oscilações e assinale a alternativa CORRETA.

Um professor de Física demonstra o fenômeno de ressonância usando um conjunto de pêndulos simples de diferentes comprimentos suspensos em uma barra horizontal flexível. Este fenômeno é discutido, então, no contexto de situações cotidianas e históricas por meio dos exemplos a seguir.

I. Em 1831, uma ponte suspensa sobre o rio Broughton (Inglaterra) colapsou quando soldados marchavam em formação regular sobre ela, pois a frequência de suas passadas coincidia com a frequência natural de vibração da ponte.

II. Taças de cristal podem quebrar quando expostas a sons de frequência e intensidade apropriadas, mesmo que o som não seja extremamente alto, pois a frequência do som coincide com uma frequência natural de vibração da taça.

III. Ao empurrar uma criança em um balanço, consegue-se amplitudes muito maiores aplicando empurrões pequenos na frequência natural do balanço, comparado a empurrões grandes em frequências aleatórias.

IV. Instrumentos de cordas como violões produzem som audível porque as vibrações das cordas fazem o corpo do instrumento ressonar, amplificando significativamente o som.

Sobre estes casos, é possível concluir que: