Questões de Concurso sobre Movimento Harmônico

Considere uma onda harmônica unidimensional de propagando ao longo da direção do eixo x, sendo positivo, cujo comportamento é descrito pela equação $y_1\left(x,t\right)=A\sin \left(Kx-\omega t\right).$ Uma segunda onda harmônica também está se propagando na mesma direção e sentido. A equação que descreve seu comportamento é $y_2\left(x,t\right)=A\sin \left(Kx-\omega t-\phi \right).$ Sabendo que as ondas se propagam no mesmo meio, podemos então representar a interferência dessas ondas através da expressão:

Considere um pêndulo de comprimento L com uma bolinha de massa M. A bolinha é presa a uma mola de constante elástica k, como mostrado na figura a seguir. Quando a bolinha está na posição vertical, isto é, diretamente abaixo do suporte do pêndulo, a mola está frouxa. A aceleração da gravidade local vale g. A expressão para o período de oscilação do sistema para pequenas amplitudes de vibração é dada por:

Num ambiente controlado, o período de um pêndulo simples é medido a uma temperatura T. Sendo $\alpha$ = 2 X 10^-4 ºC^-1 o coeficiente de dilatação linear do fio do pêndulo, e considerando a aproximação binomial (1 + $x$ )ⁿ $\approx$ 1 + $nx$ , para $|x|$ << 1, pode-se dizer que, com aumento de 10 °C, o período do pêndulo

A figura abaixo apresenta um disco de raio 20 cm e massa 400 g, que está suspenso por um fio preso ao seu centro. O disco é girado levemente para a direita e liberado. O fio possui uma constante de torção igual a 0,2 N.m/rad, capaz de fazer o disco oscilar em torno do eixo do fio.

Com base nos dados, calcule o valor do período de oscilação do disco.

Um objeto pontual luminoso que oscila verticalmente em movimento harmônico simples, cuja equação da posição é y = A cos(ωt) , é disposto paralelamente a um espelho esférico gaussiano côncavo (E) de raio de curvatura igual a 8A , e a uma distância A 3 desse espelho (figura 1).

Um observador visualiza a imagem desse objeto conjugada pelo espelho e mede a amplitude A e a frequência de 1 oscilação do movimento dessa imagem.

Trocando-se apenas o espelho por uma lente esférica convergente delgada (L) de distância focal A e índice de refração n = 2, (figura 2), o mesmo observador visualiza uma imagem projetada do objeto oscilante e mede a amplitude A₂ e a frequência do movimento da imagem.

Considere que o eixo óptico dos dispositivos usados passe pelo ponto de equilíbrio estável do corpo que oscila e que as observações foram realizadas em um meio perfeitamente transparente e homogêneo de índice de refração igual a 1. Nessas condições, a razão entre as amplitudes A₂ e A_1, $\frac{A2}{A1}$ , de oscilação das imagens conjugadas pela lente e pelo espelho é

A figura, a seguir, mostra um pêndulo cônico Esse aparato consiste de uma massa m = 30 g suspensa por um fio de comprimento L = 1 m movendo-se em um círculo horizontal com velocidade constante, com o fio formando um ângulo $\theta$ = 60^º com a vertical. Com o movimento, é formado um círculo de raio r.

Considerando a aceleração da gravidade aproximadamente igual a 10 m/s² e o aparato mostrado na figura, analise as assertivas a seguir e marque a opção correta.

A posição de uma partícula que está oscilando em movimento harmônico simples é dada pela equação $x\left(t\right)=-4\cos \left(2\pi +\frac{\pi }{2}\right)$, sendo o x medido em metros, e o tempo em segundos.

Com base nas informações acima, qual é a velocidade, e qual é a aceleração desta partícula quando t=2s?

Uma régua de um metro oscila em torno de um ponto fixo em umas das extremidades, a uma distância h do centro de massa da régua. A opção que apresenta o valor aproximado do período de oscilação, em segundos:

Considere uma onda harmônica unidimensional se deslocando ao longo da direção do eixo x, sentido positivo, com um comprimento de onda de 2,0m, frequência angular de 2,5rad/s e amplitude de 5m. Com base nessas informações, qual das alternativas abaixo descreve matematicamente o comportamento dessa onda?

A figura abaixo apresenta três tipos de pêndulos. Analise a figura e assinale a alternativa correta com relação a pelo menos um pêndulo.

A figura abaixo apresenta um pêndulo, de tamanho L e massa M, preso a um teto. Um disco, de raio r e massa m, é preso na sua extremidade inferior que rotacional em torno de seu próprio eixo.

Calcule o valor do momento de inércia total desse pêndulo.

Um pêndulo simples de comprimento 1,0 m, massa de 5,0 x 10^-3 kg e carga elétrica -8,0 μC é inserido em uma região que possui um campo elétrico uniforme e vertical E. Sendo o período do pêndulo igual a 1,2 s, o módulo do campo elétrico é, aproximadamente:

Uma partícula de massa 1 g eletrizada com carga igual a − 4 mC encontra-se inicialmente em repouso imersa num campo elétrico vertical e num campo magnético horizontal, ambos uniformes e constantes. As intensidades de 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,

Desprezadas a resistência do ar e as demais forças dissipativas, um fio inextensível com uma massa presa a ele é um exemplo de Pêndulo Simples, e seu uso é muito empregado nos laboratórios de Física para medir o valor da aceleração da gravidade local. Numa atividade de laboratório, deseja-se obter a maior precisão no valor de g; para isso, deve-se

A Figura 1, a seguir, mostra um bloco preso a duas molas de mesma constante elástica K = 64 N/m associadas em série, podendo oscilar em MHS na vertical e com período de 4,8 s. Na Figura 2, o mesmo corpo é preso às mesmas duas molas, só que agora associadas em paralelo e também posto a oscilar em MHS verticalmente. Desprezando todas as forças resistentes, determine o período de oscilação na situação da Figura 2.

Um ponto material realiza um movimento harmônico simples (MHS) sobre um eixo 0x, sendo a função horária dada por:

x = 0,08 · cos ($\frac{\pi }{4}t$ $+\pi$ ), para x em metros e t em segundos.

A pulsação, a fase inicial e o período do movimento são, respectivamente,

Um bloco está sobre uma mesa horizontal que oscila para a esquerda e para a direita em um Movimento Harmônico Simples (MHS) com amplitude de 10 cm. Determine a máxima frequência com que a oscilação pode ocorrer sem que o bloco deslize sabendo que o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a mesa vale 0,6. Considere g = 10 m/s²