Questões de Concurso
Sobre movimento harmônico em física
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Um pêndulo simples de comprimento L e massa m é um sistema simples e facilmente resolvido no formalismo newtoniano. Determine a lagrangiana desse sistema
Um oscilador harmônio simples, consiste em uma mola atuante sobre um corpo que desliza sobre uma superfície horizontal lisa. Se a massa do corpo é dobrada, então:
Um bloco de massa 100 g oscila em MHS preso à extremidade de uma mola de constante K = 800 N/m, sobre uma superfície horizontal sem atrito.
O máximo afastamento do bloco em relação à origem é de 10 cm.
A máxima velocidade do bloco é, em m/s,
Um motor produz vibrações transversais em uma corda de 0,60 m de comprimento, tendo uma extremidade fixa a uma parede e a outra ligada ao motor. A frequência produzida pelo motor é de 50 Hz e na corda se estabelece uma onda estacionária, de acordo com a figura abaixo.
A velocidade de propagação da onda na corda é, em m/s,
O sistema ilustrado na figura precedente mostra uma mola de constante elástica igual 1 N/cm, a qual sustenta uma massa de 100 g. Assumindo a aceleração da gravidade igual a 9,8 m/s2 , e 3,14 como o valor aproximado de π, julgue o item seguinte.
O sistema tem um período de oscilação superior a
2,0 segundos.
Um peso P de dimensões desprezíveis pode ser posto a oscilar como um pêndulo simples (I) ou como um pêndulo cônico (II), por meio de um fio ideal. Considere que
na figura I, o pêndulo simples está na extremidade da oscilação, formando um ângulo θ com a vertical. Nesse momento a força de tração tem módulo T.
na figura II, o pêndulo cônico está girando com velocidade angular constante, formando ângulo θ com a vertical que contém o centro de rotação. Nesse momento a força de tração tem módulo T'.
A razão T/T' vale
Considere que uma caixa de massa m é presa à extremidade de uma mola ideal na horizontal e, ao ser solta de uma dada posição x, a partir da posição de equilíbrio, executa um movimento harmônico simples.
Se a mesma mola fosse utilizada para oscilar uma caixa de massa 4 m e agora sendo solta de uma posição 2x, a partir da posição de equilíbrio, é correto afirmar que:
A frequência angular de um sistema massa-mola, cujo quadrado é igual à razão entre a constante elástica da mola e a massa do corpo a ela ligada, é inversamente proporcional ao tempo necessário para que o sistema realize um ciclo completo de movimento.
Considere hipoteticamente que um corpo A, preso a uma mola de constante K0 , oscila com o dobro da frequência de um corpo B, preso à mesma mola de constante K0 . Nesse caso, assinale a alternativa que representa a relação entre as massas dos dois corpos.
Uma peça de 200 g de um brinquedo oscila com movimento harmônico simples na horizontal, devido a uma mola de massa desprezível com constante elástica de 20 N/m. Essa peça se desloca de uma extremidade a outra de uma trajetória de 20 cm.
Com referência a essas informações, assinale a opção correta acerca do movimento da referida peça.
Um físico construiu um protótipo de um acelerômetro com um pêndulo simples de massa M e comprimento L. Para testar o equipamento, ele realizou medições de período T em um laboratório, com o pêndulo oscilando em pequenas amplitudes.
Assinale a opção correta acerca do protótipo referido nessa situação hipotética.
A figura acima ilustra um arranjo utilizado para demolição de parede. Nesse arranjo, uma esfera de massa M, considerada idealmente como uma partícula, encontra-se pendurada por um cabo de aço inextensível de comprimento L preso a uma argola sem atrito. O cabo L faz um ângulo θ com relação a direção vertical e a massa M se encontra, inicialmente, à distância D do anteparo A (parede).
Considerando essa situação, julgue o item que se segue.
Se a partícula M se chocar elasticamente, com uma velocidade vetorial 
com o anteparo A, rigidamente preso à Terra, e o r
v
anteparo não se romper, então a partícula M irá, logo após o
choque, reverter seu movimento com a velocidade na direção
horizontal igual a - v
A figura acima ilustra um arranjo utilizado para demolição de parede. Nesse arranjo, uma esfera de massa M, considerada idealmente como uma partícula, encontra-se pendurada por um cabo de aço inextensível de comprimento L preso a uma argola sem atrito. O cabo L faz um ângulo θ com relação a direção vertical e a massa M se encontra, inicialmente, à distância D do anteparo A (parede).
Considerando essa situação, julgue o item que se segue.
Para não haver choque com a parede, D = L ⋅ cosθ.
A figura acima ilustra um arranjo utilizado para demolição de parede. Nesse arranjo, uma esfera de massa M, considerada idealmente como uma partícula, encontra-se pendurada por um cabo de aço inextensível de comprimento L preso a uma argola sem atrito. O cabo L faz um ângulo θ com relação a direção vertical e a massa M se encontra, inicialmente, à distância D do anteparo A (parede).
Considerando essa situação, julgue o item que se segue.
Considere que, ao se chocar com o anteparo A, a partícula de
massa M fique em repouso, e posicionada na mesma altura que
estava ao ser liberada. Nesse caso, o trabalho realizado pelas
forças dissipativas que atuam entre o anteparo e a partícula
será igual a M⋅v2
/2, em que v é o módulo da velocidade
imediatamente antes do choque.
A figura acima ilustra a situação em que, sobre uma mesa suspensa, movimenta-se, em movimento circular uniforme, sem atrito, uma esfera de massa M, com velocidade tangencial v, presa a outra esfera de massa m, por uma corda de tamanho R + L. A parte da corda que está sobre a mesa tem comprimento R e a parte da corda embaixo da mesa tem comprimento L. A corda é inextensível.
A partir das informações acima, julgue o item que se segue, considerando a mesa de espessura desprezível.
Se o sistema estiver, inicialmente, fora do equilíbrio, então,
quando o ponto de equilíbrio for atingido, a massa m passará
a realizar um movimento oscilatório em torno desse ponto,
devido aos efeitos de inércia.
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