Questões de Concurso sobre Movimento Harmônico

Analise a figura abaixo.

A figura acima mostra duas molas ideais idênticas presas a um bloco de massa m e a dois suportes fixos. Esse bloco está apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito e oscila com amplitude A em torno da posição de equilíbrio x = 0.

Considere duas posições do bloco sobre o eixo x: x₁ = $\frac{A}{4}$ e x₂ = $\frac{3A}{4}$. Sendo v₁ e v₂ as respectivas velocidades do bloco nas posições x1 e x2 , a razão entre os módulos das velocidades, $\frac{v_1}{v_2}$, é

Um pêndulo cônico é definido pelo movimento circular horizontal, a velocidade constante, de um corpo de massa m na ponta de uma corda de comprimento L, conforme figura abaixo. Qual a frequência desse movimento?

Fonte: Robert Resnick, David Halliday, Kenneth S. Krane. Física 1. Rio de janeiro: LTC, 2011. P.114.

Um bloco de massa m está preso à extremidade inferior de uma mola ideal de constante elástica k cujo extremo superior está preso a um suporte fixo. Um segundo bloco, também de massa m, está ligado ao primeiro bloco por meio de um fio ideal. Inicialmente, o sistema encontra-se em equilíbrio, como mostra a figura.

Em um dado instante corta-se o fio e o sistema formado pela mola e pelo bloco preso em sua extremidade inferior começam a oscilar verticalmente.

Supondo desprezíveis todos os atritos e sendo g o módulo da aceleração da gravidade, assinale a opção que indica, respectivamente, o período T e a amplitude A das oscilações harmônicas executadas por esse bloco.

Na figura, um tubo fino e muito leve, de área de seção reta S e comprimento a, encontra-se inicialmente cheio de água de massa M e massa específica ρ. Graças a uma haste fina e de peso desprezível, o conjunto forma um pêndulo simples de comprimento L medido entre o ponto de suspensão da haste e o centro de massa inicial da água. Posto a oscilar, no instante inicial começa a pingar água pela base do tubo a uma taxa constante r = −∆M/∆t. Assinale a expressão da variação temporal do período do pêndulo.

Uma partícula de massa m pode ser colocada a oscilar em quatro experimentos diferentes, como mostra a Figura 1 abaixo.

Para apenas duas dessas situações, tem-se o registro do gráfico senoidal da posição da partícula em função do tempo, apresentado na Figura 2.

Considere que não existam forças dissipativas nos quatro experimentos; que, nos experimentos II e IV , as molas sejam ideais e que as massas oscilem em trajetórias perfeitamente retilíneas; que no experimento III o fio conectado à massa seja ideal e inextensível; e que nos experimentos I e III a massa descreva uma trajetória que é um arco de circunferência.

Nessas condições, os experimentos em que a partícula oscila certamente em movimento harmônico simples são, apenas

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.

Dois pequenos corpos A e B são ligados a uma haste rígida através de fios ideais de comprimentos l_A e l_B , respectivamente, conforme figura a seguir.

A e B giram em sincronia com a haste, com velocidades escalares constantes v_A e v_B , e fazem com a direção horizontal ângulos θ_A e θ_B , respectivamente. Considerando l_A = 4l_B , a razão $\frac{V_A}{V_B}$ , em função de θ_A e θ_B , é igual a

Uma oscilação deixa de ser um movimento harmônico simples sempre que sofre a ação de uma força externa, seja esta contra ou a favor do movimento, gerando oscilações amortecidas ou forçadas, respectivamente. Quanto à teoria física do movimento oscilatório sob influência de forças externas, assinale a alternativa correta.

Sempre que um sistema oscilatório realiza um movimento harmônico simples, surge uma relação de interdependência entre a energia potencial e a energia cinética, cuja soma rende a energia mecânica do movimento, que é constante. Em relação à teoria física da energia no movimento harmônico simples, é correto afirmar que nele a energia

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 oscilador harmônico simples consiste de um corpo de massa $m$ preso a uma mola de constante elástica $K$ oscilando sobre uma superfície sem atrito, ou seja, conservando sua energia mecânica. A Figura mostra o diagrama das energias cinética, potencial e total para um oscilador desse tipo que pulsa com frequência de 10/3 Hz.

Nessas condições, a massa $m$ , em gramas, e a constante elástica da mola $K$ , em N/m, valem, respectivamente:

Dados: Considere o valor de $\pi$ aproximadamente 3.

O relógio mostrado abaixo é chamado de Relógio de Pêndulo ou pêndulo que bate segundos, o que significa que o período desse pêndulo, considerado simples, é igual a 1,0 (um) segundo, aqui na Terra.

(https://traumartes.wordpress.com/produtos/relogios/)

Imaginemos que esse relógio seja levado para a Lua, cuja aceleração da gravidade na superfície equivale a 1/6 da aceleração da gravidade na superfície da Terra, logo o período desse relógio tem um valor próximo de:

Suponha um objeto de peso P, suspenso verticalmente por uma mola. O objeto é puxado para baixo, tracionando a mola. Ao soltar o objeto, ele inicia um movimento oscilatório, comprimindo e estendendo a mola. Considerando que ela sofre efeito da gravidade e parte da energia é dissipada a cada oscilação, assinale a alternativa correta em relação a esse movimento oscilatório.

Uma corda de comprimento L=2,0m, fixa nas duas extremidades e submetida a uma tração de 5,0N, oscila no 3° harmônico. Aumentando a frequência em 10Hz, a corda oscila no harmônico seguinte. Qual a massa da corda, em miligramas?

Pode-se produzir uma onda harmônica simples em uma corda longa. Para tanto, move-se uma das extremidades da corda para cima e para baixo, com igual deslocamento vertical. Após algumas oscilações, a configuração da corda pode ser expressa matematicamente por uma função seno. Esse tipo de onda também é conhecido por onda senoidal. Desse modo, a equação de uma dada onda senoidal, que se propaga para a direita, numa corda é dada por: y=40sen [π 0,02x-3,00t] em que x e y são medidos em centímetros e t em segundos. Com base na equação dada, a frequência (f), em Hertz (Hz), dessa onda senoidal é

Analise o gráfico abaixo.

O gráfico acima descreve a posição de uma partícula que executa um movimento harmônico simples ao longo de um eixo x. Qual a posição x, em metros, dessa partícula em t=12s?

Um oscilador mecânico ligado a uma corda infinita, estendida ao longo do eixo y, gera ondas harmônicas de amplitude 0,2cm e frequência 20Hz. Sendo a densidade linear de massa da corda igual a 20g/m e a tração aplicada à mesma igual a 18N, qual das equações abaixo NÃO pode descrever o deslocamento linear, em cm, dos pontos da corda em função do tempo?

Quando uma dada onda sonora harmônica se propaga no ar na direção x, o deslocamento das moléculas de ar, em relação à posição de equilíbrio, é dado por S(x,t)=lO(μm)cos(kx-wt). Sabendo que o tempo que uma molécula de ar, no caminho da onda, leva para se mover entre S(x,t)=-5,0μm e S(x,t)=5,0μm é de (50/3)ms, qual é a frequência angular da onda, em rad/s?