Questões Militares
Sobre movimento harmônico em física
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A figura abaixo representa uma onda estacionária que se forma em um tubo sonoro fechado. Considere a velocidade do som no ar igual a 340m/s.
Assinale a alternativa que representa a frequência do som emitido pelo tubo.
Um sistema físico que representa aproximadamente as propriedades de um movimento harmônico simples (MHS) é o pêndulo simples, que é constituído por um objeto de massa m suspenso por um fio ideal (sem massa e não extensível) de comprimento L e cuja outra extremidade é fixa, conforme ilustrado na figura abaixo. O módulo da força restauradora em um pêndulo simples é dado por: F = −mg . tg(θ), em que θ é o ângulo que o fio faz com a direção vertical. Entretanto, a aproximação de MHS só é válida quando o pêndulo executa oscilações de pequena amplitude, o que permite que a força restauradora no pêndulo simples seja diretamente proporcional ao afastamento lateral x do objeto suspenso em relação à posição de equilíbrio.
Considerando as informações acima e com base na teoria dos movimentos
harmônicos simples e do pêndulo simples, julgue o próximo item.
Sabendo-se que a aproximação tg (θ) ≅ sen (θ), justificável para ângulos pequenos, é correto afirmar que a constante de proporcionalidade, ao se considerar que o pêndulo simples executa um MHS, é igual a mg ⁄ L .
Um sistema físico que representa aproximadamente as propriedades de um movimento harmônico simples (MHS) é o pêndulo simples, que é constituído por um objeto de massa m suspenso por um fio ideal (sem massa e não extensível) de comprimento L e cuja outra extremidade é fixa, conforme ilustrado na figura abaixo. O módulo da força restauradora em um pêndulo simples é dado por: F = −mg . tg(θ), em que θ é o ângulo que o fio faz com a direção vertical. Entretanto, a aproximação de MHS só é válida quando o pêndulo executa oscilações de pequena amplitude, o que permite que a força restauradora no pêndulo simples seja diretamente proporcional ao afastamento lateral x do objeto suspenso em relação à posição de equilíbrio.
Considerando as informações acima e com base na teoria dos movimentos
harmônicos simples e do pêndulo simples, julgue o próximo item.
Para se medir, com razoável grau de aproximação, a aceleração da gravidade em determinado ponto da superfície da Terra, é suficiente medir-se o período de um pêndulo simples de comprimento L conhecido.
Marque V (verdadeiro) ou F (falso) e assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
( ) O som possui 3 propriedades que o definem: altura, intensidade e timbre.
( ) A intensidade depende do maior ou menor número de vibrações.
( ) O timbre depende do número de harmônicos que acompanham o som gerador.
( ) A altura depende da amplitude das vibrações.
Dado: | g | = 10,0 m / s²
Em um pêndulo simples, a força restauradora é a força elástica da corda à qual o objeto está preso.
Observe a figura a seguir.
Considere o sistema massa-mola indicado acima, que oscila sobre
um plano horizontal num movimento harmônico simples com
energia mecânica E, amplitude A, frequência f e velocidade
máxima vm. Se a energia mecânica deste sistema for aumentada
para 2E, quais serão, respectivamente, a amplitude, a frequência
e a velocidade máxima do novo movimento harmônico simples?
Observe a figura a seguir.
Uma mola ideal tem uma de suas extremidades presa ao teto e a
outra a uma esfera de massa m que oscila em movimento
harmônico simples. Ligada à esfera, tem-se um fio muito longo de
massa desprezível, e nele observa-se, conforme indica a figura
acima, a formação de uma onda harmônica progressiva que se
propaga com velocidade V. Sendo assim, a constante elástica da
mola é igual a
t.sen(ω0t) sendo F0 a intensidade da força externa, m a massa do sistema, ω0 a frequência angular natural do oscilador, e t o tempo. Com base nas informações acima, analise as afirmativas abaixo e, a seguir, assinale a alternativa correta.I. A amplitude da oscilação cresce linearmente com o tempo.
II. A frequência da oscilação é a mesma frequência da força externa.
III. A equação descreve o oscilador na ressonância.
IV. A equação representa uma oscilação não-harmônica.
x(t) = Acos(ωt + φ1)i
y(t) = Bcos(ωt + φ2)j
Em relação ao movimento resultante da superposição de x(t) e y(t) analise as afirmativas abaixo e, a seguir, assinale a alternativa correta.
I. O movimento resultante é periódico.
II. A superposição é uma oscilação harmônica para quaisquer valores das fases iniciais φ1 e φ2
III. A frequência angular do movimento resultante é 2ω.
IV. Considerando A‡B, a trajetória do pêndulo é uma elipse no plano XY.
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