Lista - Mhs - 2023-2

Universidade Federal de Campina Grande Unidade Acadêmica de Física Disciplina: Física II Quarta Lista de Exercícios 1. Um objeto sujeito a um movimento harmônico simples leva 0,25s para ir de um ponto de velocidade zero até o próximo ponto onde isso ocorre. A distância entre esses pontos é de 36,0cm. (a) Calcule o período do movimento. (b) Calcule a frequência do movimento. (c) Calcule a amplitude do movimento. 2. Podemos considerar que um automóvel esteja montado sobre quatro molas idênticas, no que concerne às suas oscilações verticais. As molas de um carro estão ajustadas de forma que as vibrações tenham uma frequência de 3,0Hz. (a) Qual a constante de elasticidade de cada mola, se a massa do carro é de 1450,0kg e o peso está homogeneamente distribuído entre elas? (b) Qual será a frequência de vibração se cinco passageiros, com média de 73,0kg cada um, estiverem no carro? (Novamente, considere uma distribuição homogênea de peso.) 3. Um corpo oscila com movimento harmônico simples de acordo com a equação: ( ) ( ) ( ) Em t = 2,0s quais são, (a) o deslocamento, (b) a velocidade, (c) a aceleração e (d) a fase do movimento? Quais são também (e) a frequência e (f) o período do movimento? 4. Na figura abaixo, dois blocos (m = 1,8kg e M = 10,0kg) e uma mola com constante elástica, k =200,0N/m, estão colocados em uma superfície horizontal sem atrito. O coeficiente de atrito estático entre os dois blocos é 0,4. Que amplitude do movimento harmônico simples do sistema blocos-mola faz com que o bloco menor fique na iminência de deslizar sobre o bloco maior? 5. Determine a energia mecânica de um sistema bloco-mola com uma constante elástica de 1,3N/cm e uma amplitude de oscilação de 2,4cm. 6. Quando o deslocamento no movimento harmônico simples é metade da amplitude xM , que fração da energia total (a) é cinética e (b) potencial? (c) Com que deslocamento, em termos da amplitude, a energia do sistema é metade cinética e metade potencial? 7. Um bloco de massa M=5,4kg, em repouso numa mesa horizontal sem atrito, é ligado a um suporte rígido por uma mola de constante elástica k=6000,0N/m. Uma bala de massa m=9,5kg e velocidade v=630,0m/s atinge o bloco como mostrado na figura abaixo. A bala fica alojada no bloco. Supondo que a compressão da mola é desprezível até a bala de alojar no bloco, determine (a) a velocidade do bloco imediatamente após a colisão e (b) a amplitude do movimento harmônico simples resultante. 8. O balanço de um relógio antigo oscila com uma amplitude angular de π rad e um período de 0,5s. Determine (a) a velocidade angular máxima do balanço, (b) a velocidade angular no momento em que o deslocamento é π/2 rad e (c) o modulo da aceleração angular no momento em que o deslocamento é π/4 rad. 9. Um pêndulo físico consiste em um disco sólido uniforme (de massa M e raio R=) , suportado num plano vertical por um eixo localizado a uma distância d do centro do disco - ver figura abaixo. O disco é deslocado um pequeno ângulo e liberado. Ache uma expressão para o movimento harmônico simples resultante. 10. O diafragma de um alto-falante está vibrando num movimento harmônico simples com a frequência de 440,0Hz e um deslocamento máximo de 0,75mm. Quais são (a) a frequência angular, (b) a velocidade máxima e (c) o modulo da aceleração máxima?