Questões de Concurso sobre Movimento Harmônico

Uma partícula realiza movimento harmônico simples em um plano horizontal, com amplitude A, fase inicial $\phi$_0, velocidade angular $\omega$ e período T. A função horária da aceleração dessa partícula, no Sistema Internacional de Unidades (SI), é dada por $a(t)=-$ $\frac{5}{8}{\pi }^2\cos \left(\frac{\pi }{2}+\frac{\pi }{4}t\right)$,em que $a\left(t\right)$ representa a aceleração $a$ da partícula em um instante de tempo $t$. Desprezando toda e qualquer forma de atrito, assinale a alternativa correta.

A moto de um entregador possui 102 kg e, ao passar por um quebra molas, ela oscila em MHS. O entregador possui 40 kg e, ao subir na moto seu centro de gravidade, abaixa 2,0 cm. Fazendo uma modelagem simplificada do sistema de amortecimento da moto como sistema massa-mola corpo, onde a constante de elasticidade é k = 3,0 x 10⁴ podemos dizer que o período e a frequência de oscilação da moto são aproximadamente:

Obs: Considere a aceleração da gravidade como sendo 10,0 m/s²

A expressão que descreve a posição 𝑥 do bloco em função do tempo 𝑡 é do tipo x(t) = x_mcos(ωt + $\Phi$), em que ω representa a frequência angular do movimento, e $\Phi$ a sua fase.

Em uma aula de laboratório, o professor demonstrava uma oscilação em movimento harmônico simples. Para tal ele montou um sistema no qual uma mola foi ligada à parede e fixada em um bloco de massa m_A = 2,00 kg apoiado em uma superfície sem atrito. O professor puxou o sistema até a amplitude de 1,00 cm e disparou o cronômetro de forma que a constante de fase é de 90^o.

Após iniciado o movimento, um estudante jogou uma bolinha de modelar em direção ao bloco de massa m_A, que oscilava com uma frequência de 50,0 Hz. A massa de modelar fixou-se no bloco A no instante 5,00 ms.

Considerando-se que a duração da colisão foi muito menor que o período de oscilação do bloco A, qual é a velocidade do bloco A no instante em que ocorreu a colisão? (Considere: $\pi$=3,14)

Na posição −𝑥_𝑚, a velocidade do bloco é máxima.

Uma partícula de massa m está presa na extremidade de um fio inextensível de comprimento L. Esse sistema compõe um pêndulo que oscila com período T com ângulos suficientemente pequenos. Em um dado instante, a partícula sofre uma perda de massa de 50%. Após um breve transiente, um novo período T’ é estabelecido e o sistema comporta-se novamente como um pêndulo simples.

Assinale a alternativa correta que relaciona T e T’.

Quando o bloco passa pela posição de equilíbrio (x = 0), sua aceleração é nula.

Para se obter a velocidade de projéteis em um laboratório, pode-se utilizar um pêndulo balístico. Em um desses experimentos, um dardo de 0,4 kg é arremessado horizontalmente com uma certa velocidade inicial e atinge um bloco cuja massa é de 0,8 kg. Ao colidir com o bloco, o dardo fica grudado a ele e o conjunto eleva-se até uma altura de 60 cm em relação à posição inicial do bloco, que se encontrava inicialmente em repouso e na vertical. Considerando a aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s², assinale a alternativa correta para a velocidade do dardo no momento em que ele atinge o bloco.

A figura a seguir apresenta um sistema oscilante formado por um objeto de massa 𝒎 constante que está preso a uma das extremidades de uma mola ideal, cuja massa é desprezível, e que tem uma constante de mola 𝒌. A outra extremidade da mola é presa a uma parede fixa. Não há quaisquer atritos agindo no sistema, de modo que o sistema é, por hipótese, um oscilador harmônico simples. A oscilação ocorre apenas na direção 𝒙, a única força nessa direção sobre o objeto de massa 𝒎 é produzida pela mola e o sistema oscila com uma frequência angular 𝝎₁.

O objeto de massa 𝒎 é substituído por um outro objeto, de massa 𝒎₂ = 2 𝒎, e também é posto a oscilar na direção 𝒙, novamente sem quaisquer atritos, agora com uma frequência angular 𝝎2. Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da razão entre as frequências angulares 𝝎₂ e 𝝎_1.

Um objeto é posto a oscilar quando preso a uma mola e executa um movimento harmônico simples (MHS). As figuras exibem os gráficos correspondentes à posição, velocidade e aceleração do objeto no MHS em função do período.

A partir dos gráficos, avalie as seguintes afirmações em relação ao objeto:

I - tem aceleração e velocidade nulas quando ele está na posição zero.

II - tem velocidade nula quando foi liberado para oscilar e com módulo da aceleração máxima.

III - passa pela posição de equilíbrio com aceleração máxima e velocidade nula.

IV - tem energia cinética máxima ao passar pela posição de equilíbrio e energia elástica nula.

Está correto apenas o que se afirma em

Jéssica, técnica de laboratório de Física, foi verificar a qualidade do fio comprado para realizar experimentos com pêndulo. Ela amarrou uma esfera pequena de massa m numa extremidade do fio e a outra extremidade do fio foi amarrada em um suporte. Jéssica esticou o fio de forma que ele fez um ângulo β com a vertical, como mostra a figura, e soltou a esfera. Ela observou que o fio se rompeu quando a esfera passou pelo ponto P.

Dessa forma, Jéssica pode concluir que:

Um corpo está ligado a parede por uma mola, conforme apresentado na Figura A, e realiza um movimento harmônico simples. Na Figura B mostra-se o gráfico que representa o valor da elongação (x) em função do tempo (t) para o movimento do corpo da Figura A. Qual o valor do módulo da velocidade, em m/s, do corpo no instante 3,0 s?

Considerando uma partícula que descreve um movimento harmônico simples (MHS) e o período do movimento dessa partícula como igual a 0,3 s, assinale a opção que apresenta a frequência angular dessa partícula, em rad/s.

Considere que, sob a ação da gravidade $\overrightarrow{g}$, dois blocos pontuais de massas m₁ e m₂ são colocados em movimento ao serem abandonados de altitudes h₁ e h₂, respectivamente, das rampas apresentadas nas figuras 1 e 2 seguintes.

As alturas h₁ e h₂ são tais que as massas m₁ e m₂ passam pelos pontos A e A’ dos loopings de diâmetros d e 2d, na iminência de destacamento das rampas. Ao chegarem nos pontos B e B’, nos quais existem duas molas ideais idênticas de constantes elásticas k e sem deformação, os blocos m₁ e m₂ se acoplam elasticamente às molas e passam a oscilar em movimento harmônico simples de amplitudes A₁ e A₂, respectivamente.

Considere que as extremidades C e C’ das molas estejam fixas e que não haja qualquer efeito dissipativo nas situações apresentadas.

Nessas condições, a razão, $\left(\frac{A_1}{A_2}\right)$, entre as amplitudes de oscilação das massas m₁ e m₂ é dada por

Na figura ao lado estão associadas 10 molas unidas a uma massa M que são postas a oscilar. Considerando que M = 40 kg, k₁ = 4 N/m, k₂ = 6 N/m, k₃ = 8 N/m e k₄ = 10 N/m e desprezando a massa das barras que as conectam e as forças de atrito, assinale a alternativa que apresenta corretamente o período de oscilação do conjunto.

Um pêndulo simples com 1,0 m de comprimento e 20,0 g de massa está suspenso em um carro de corrida que se move com velocidade de módulo constante descrevendo uma circunferência de 50,0 m de raio. A aceleração radial do carro é $\sqrt{800}$ m/s² e o pêndulo sofre pequenas oscilações na direção radial em torno da posição de equilíbrio. Considerando g = 10,0 m/s², podemos afirmar que a frequência dessas oscilações é

Podemos definir o movimento ondulatório como propagação de uma perturbação pelo espaço. No caso das ondas mecânicas, necessita-se de um meio para que as ondas possam se propagar. Ondas, no lago, se propagam através da água, ondas sonoras através do ar ou material sólido, ondas elásticas através da haste e as ondas sísmicas através da terra. No caso das ondas eletromagnéticas não é necessário nenhum meio de propagação. Trata-se de uma perturbação eletromagnética que pode se propagar tanto pelos meios quanto pelo espaço vazio (vácuo). Em relação ao movimento harmônico de uma onda, assinale a alternativa INCORRETA.

Um oscilador harmônico simples vertical é constituído de uma mola elástica de constante k = 20 π² N/m e um corpo oscilante de massa m = 5,0 kg. Num certo instante, esse corpo é largado do repouso de um ponto localizado a 50 cm acima de sua posição de equilíbrio. Neste instante, ele já se encontra em movimento retilíneo e horizontal com velocidade de 0,60 m/s. A posição desse corpo 8,0 s após o início do movimento, em relação ao ponto de início de seu movimento, é dada pelo par ordenado, em metros,

Um pêndulo de massa 𝑚𝑚 e de comprimento 𝑙𝑙 é preso a um suporte que se desloca horizontalmente, de acordo com a lei 𝒙(𝒕) = 𝒂 𝐜os 𝝎𝒕, 𝝎 e a são constantes. Considere que a aceleração da gravidade seja 𝑔 e a massa do suporte seja nula. A figura abaixo ilustra o referido sistema.

Marque a alternativa que apresenta a equação de movimento para este pêndulo.

Uma esfera oscila horizontalmente em movimento harmônico simples presa à extremidade de uma mola. Seu deslocamento pode ser descrito pela equação X = 0,2.cos (3π.t + π), medida no sistema internacional de unidades.

A velocidade da esfera quando t = 1 s é