Questões de Concurso sobre Movimento Harmônico

Um estudante resolveu calcular a gravidade do local onde mora por meio de um experimento de Pêndulo Simples. Dessa forma, amarrou uma pedra de 120 gramas em um barbante e fixou no teto da sala em sua residência. De posse de uma régua escolar, verificou que o pêndulo ficou com aproximadamente 2,15 metros. A seguir, colocou o pêndulo a oscilar ao mesmo tempo em que tentava medir o tempo de oscilação. Percebeu, então, que 5 movimentos de vai e vem resultaram num tempo que ele estimou em 15,7 segundos.

A partir desses dados, qual a aceleração da gravidade calculada por esse estudante?

Um bloco, apoiado em um plano horizontal liso, está preso em uma extremidade de uma mola ideal que tem sua outra extremidade fixa em uma haste vertical. O bloco está inicialmente em repouso no ponto O, indicado na figura, com a mola inicialmente relaxada. A seguir, o bloco é levado até o ponto A e lá é abandonado, passando a desenvolver um movimento harmônico simples entre A e B.

Os gráficos das energias cinética, potencial e mecânica desse sistema, em função da posição do bloco (x), estão correta e respectivamente representados em

Um pequeno bloco é colocado apoiado sobre um pistão que se move somente na vertical executando um movimento harmônico simples com uma amplitude igual a 5,00 cm. Qual é a maior frequência angular que o pistão pode ter para que o bloco não perca contato com o pistão? Considere a aceleração da gravidade iguala 9,81 m/s².

Um corpo descreve um movimento harmônico simples ao longo do eixo X e em torno da origem dos espaços segundo a equação horária da posição X(t) = 5 cos (2t + 10). Sabendo que X é dado em metros e t é dado em segundos, no instante em que a velocidade do corpo é nula, o módulo da aceleração escalar do corpo, em m/s² , será:

Uma esfera metálica, maciça, encontra-se em equilíbrio pendurada em uma mola elástica e totalmente imersa em um recipiente contendo um líquido viscoso de densidade absoluta menor que a do metal da esfera. A figura 1 ilustra a situação descrita.

A seguir a esfera é deslocada para baixo por um agente externo e abandonada na posição mostrada na figura 2. A partir daí, ela passa, sem emergir do líquido, a descrever um movimento harmônico

Um ponto material oscila em torno da posição de equilíbrio O, em Movimento Harmônico Simples (MHS), conforme o desenho abaixo. A energia mecânica total do sistema é de 0,1 J, a amplitude da oscilação é de 10,0 cm e o módulo da máxima velocidade é de 1 m/s. Os extremos da trajetória desse movimento têm velocidade igual a zero (v=0).

Desprezando as forças dissipativas a frequência da oscilação em Hertz (Hz) é:

Num pêndulo cônico uma pequena esfera de massa igual a 2 kg está suspensa por um fio ideal, de massa desprezível e com 4 m de comprimento. Sabendo que a esfera descreve movimento circular uniforme, com o centro em C, qual o valor da velocidade angular desse movimento, em rad/s?

Adote o módulo da aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s² .

Um objeto realiza um Movimento Harmônico Simples (MHS), segundo a seguinte função, no Sistema Internacional de Unidades:

X = 0,2.cos $\left(\frac{\pi }{3}.t\pi \right)$

Determine o valor do módulo da velocidade V do objeto, em m/s, no instante t = 3 s.

Um sistema massa-mola e um pêndulo simples executam um movimento harmônico simples. Conforme mostra a figura a seguir.

Sabendo que emt=0s os dois sistemas estão na posição de amplitude máxima de seus movimentos, como na figura, determine o tempo em segundos que eles levarão para se encontrarem novamente nessa mesma posição, e marque a opção correta. (Dados: k = 144 N/m; m=4 kg; €=10cm; A=5 cm; $\pi$ = 3; 𝓁=10m/²)

O harmônico fundamental de um tubo cilíndrico de comprimento L com extremidades abertas tem frequência ƒ quando o tubo está no ar. Uma das extremidades do tubo é mergulhada na água até a metade do comprimento, conforme a figura a seguir. A frequência do harmônico fundamental do ar no tubo, nessa situação, é igual a

Um objeto de massa M, preso a uma mola ideal, realiza uma oscilação livre de frequência f. Em um determinado instante, um segundo objeto de massa m é fixado ao primeiro. Verifica-se que o sistema tem sua frequência de oscilação reduzida de $\Delta$f, muito menor que f. Sabendo que (1 + x)ⁿ ≈ 1 + nx, para |x| « 1, pode-se afirmar que f é dada por

Um sistema massa-mola e um pêndulo simples executam um movimento harmônico simples. Conforme mostra a figura a seguir.

Sabendo que em t = O s os dois sistemas estão na posição de amplitude máxima de seus movimentos, como na figura, determine o tempo em segundos que eles levarão para se encontrarem novamente nessa mesma posição, e marque a opção correta. (Dados: k = 144 N/m ; m = 4 kg ; e l = 10 cm ; A = 5 cm ; $\pi$ = 3 ; g = 10 m/s² )

O gráfico da energia potencial (E_p) de uma dada partícula em função de sua posição x é apresentado na figura abaixo.

Quando a partícula é colocada com velocidade nula nas posições x₁, x₂, x₃, x₄ e x₅, esta permanece em repouso de acordo com a 1ª Lei de Newton. Considerando essas informações, caso haja uma perturbação sobre a partícula, ela poderá oscilar em movimento harmônico simples em torno das posições

Um bloco de massa m, apoiado em uma superfície horizontal, é acoplado a uma mola de constante elástica k. A outra extremidade da mola é fixada em uma parede vertical. O bloco que, inicialmente encontrava-se em repouso em relação à superfície horizontal, sofre em um instante de tempo uma pequena perturbação provocada por uma força externa F e passa a descrever um movimento harmônico simples (MHS) em relação à sua posição original de equilíbrio (posição em que a mola não se encontrava deformada). Sendo A a amplitude do movimento harmônico simples do bloco e X o deslocamento do bloco em relação à sua posição de equilíbrio, o módulo da velocidade linear v do bloco pode ser obtido através da expressão:

Observação: Despreze quaisquer efeitos dissipativos associados ao sistema físico em questão.

Um pêndulo simples é colocado em um elevador. Quando o elevador está parado o período de oscilação do pêndulo simples é de 1,5 s. Pode-se afirmar que:

Um pêndulo é construído com uma barra retangular de comprimento L e massa M presa por um pivô num de seus extremos. Considerando que esta barra tem seção transversal constante e densidade de massa uniforme, o comprimento do pêndulo simples equivalente é

O movimento uniforme de uma partícula em um caso ideal é caracterizado por possuir uma velocidade constante em todo o seu trajeto. Já o movimento uniformemente variado de uma partícula em um caso ideal é caracterizado por possuir uma aceleração constante em todo o seu trajeto. Baseado nas afirmações dadas acima, assinale a alternativa que apresenta os dois casos de movimento.

Uma partícula de massa 1 g eletrizada com carga igual a − 4 mC encontra-se inicialmente em repouso imersa num campo elétrico $\overrightarrow{E}$ vertical e num campo magnético $\overrightarrow{B}$ horizontal, ambos uniformes e constantes. As intensidades de $\overrightarrow{E}$ e $\overrightarrow{B}$ são, respectivamente, 2 V/m e 1 T.

Devido exclusivamente à ação das forças elétrica e magnética, a partícula descreverá um movimento que resulta numa trajetória cicloidal no plano xz, conforme ilustrado na figura abaixo.

Sabendo-se que a projeção deste movimento da partícula na direção do eixo oz resulta num movimento harmônico simples, pode-se concluir que a altura máxima H atingida pela partícula vale, em cm,

Considere que a intensidade do campo magnético gerado por um ímã em forma de barra varia na razão inversa do quadrado da distância d entre o centro C deste ímã e o centro de uma espira condutora E, ligada a uma lâmpada L, conforme ilustrado na figura abaixo.

A partir do instante t₀ = 0, o ímã é movimentado para a direita e para a esquerda de tal maneira que o seu centro C passa a descrever um movimento harmônico simples indicado abaixo pelo gráfico da posição (x) em função do tempo (t).

Durante o movimento desse ímã, verifica-se que a luminosidade da lâmpada L

Um relógio de pêndulo foi construído por um grupo de estudantes de física que pretendem ajustá-lo para que as medidas de tempo com esse relógio sejam as mais precisas possíveis. Para o relógio funcionar corretamente, o ponteiro dos segundos deve avançar de 1s a cada oscilação completa do pêndulo. Ao medir o período de oscilação do pêndulo com um cronômetro, os estudantes concluíram que ele demora 2s para completar uma oscilação. Que ajustes deveriam fazer os estudantes para que o período de oscilação do pêndulo e a passagem do ponteiro dos segundos do mostrador do relógio ficassem sincronizados em 1s?