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403 C a p ít u lo 1 6 • M o vi m e n to h a rm ô n ic o s im p le s (M H S ) 403 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . T. 373 (UEM-PR) Uma partícula realiza movimento har- mônico simples em relação a um dado re fe ren cial. Nessa condição, podemos afirmar que: a) sua energia potencial é inversamente propor- cional à abscissa que define sua posição. b) sua velocidade é nula quando a abscissa x é nula. c) sua aceleração varia linearmente com o tempo. d) sua velocidade é nula quando sua aceleração tem módulo máximo. e) sua velocidade máxima independe da amplitude do movimento. T. 374 (UFF-RJ) Na figura, um corpo de massa M, capaz de mover-se sem atrito sobre uma su per fí cie horizon- tal, é preso à extremidade livre de uma mola ideal, que tem sua outra extremidade fixa à parede. Com a mola relaxada, a posição de equilíbrio do corpo é a indicada por O. O corpo é des loca do até a posição x 2a, de forma a comprimir a mola, e é solto sem velocidade inicial. Com relação ao movimento descrito pelo corpo após ser solto, o gráfico que pode representar a ace le ração a desse corpo em função de sua posição x, sendo h a pulsação, é: –a O +a x a) x α –a –ω2a ω2a +a 0 b) x α –a –ω2a ω2a +a0 c) x α –a –ω2a ω2a +a 0 d) x α –a –ω2a ω2a +a 0 e) x α –a –ω2a ω2a +a 0 T. 376 (Mackenzie-SP) Um disco de 20 cm de diâmetro gira uniformemente em torno de um eixo O, sobre um plano horizontal, executando 60 rpm. Perpendicu- larmente ao plano do disco, existe um anteparo, conforme ilustra a figura. T. 378 (UFPA) A equação do MHS descrito por uma partí- cula é x 10 3 cos @ 100st s __ 3 # , sendo x em centí- metros e t em segundos. Qual se rá a amplitude e a frequência do movimento respectivamente em centímetros e em hertz? a) 10; 50 d) 50; 100 b) 10; 100 e) 10; s __ 3 c) 50; 50 T. 379 (Olimpíada Brasileira de Física) Um corpo executa um movimento harmônico simples de amplitude igual a 40 cm sobre um segmento de reta AB (figu- ra a seguir). T. 377 (Mackenzie-SP) Uma partícula em MHS tem velo- cidade máxima 2,0 s m/s. Se a amplitude do mo vi- men to é 20 cm, seu período é de: a) 2,0 min d) 2,0 s b) 0,20 min e) 0,20 s c) 20 s T. 375 (Olimpíada Paulista de Física) Em um barbeador elétrico, a lâmina move-se para frente e para trás de uma distância máxima de 2,0 mm, com uma frequência de 60 Hz. Interpretando-se o movimen- to como sendo um movimento harmônico simples, é correto afirmar que: a) a amplitude do movimento é 2,0 mm. b) a aceleração máxima durante o movimento é aproximadamente 1,4 m/s2. c) a velocidade máxima durante o movimento é aproximadamente 0,37 m/s. d) nenhuma das alternativas acima está correta. e) mais do que uma alternativa está correta. Ao fixarmos um objeto cilíndrico de pequeno diâ- metro, perpendicularmente ao disco, num ponto de sua periferia, ele passa a descrever um MCU de frequência igual à do disco. A velocidade da proje- ção ortogonal do objeto no anteparo será: a) constante durante todo o trajeto entre A e C. b) zero no ponto B. c) máxima no ponto B, e seu módulo, aproxima- damente 6,3 3 1021 m/s. d) máxima no ponto B, e seu módulo, aproxima- damente 1,26 3 1021 m/s. e) máxima nos pontos A e C, e seu módulo, apro- ximadamente 6,3 3 1021 m/s. O R RA B CA nt ep ar o 20 cm OXA B Sendo o ponto O o ponto de equilíbrio, e conside- rando que entre a primeira passagem pelo ponto X, dirigindo-se para a direita, e a segunda passagem pelo mesmo ponto X decorrem 4 segundos, qual é o período desse movimento? a) 1 s d) 6 s b) 2 s e) 8 s c) 4 s V2_P3_UN_F_CAP_16b.indd 403 31.08.09 11:55:35 404 U n id a d e F • O n d a s 404 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . T. 381 (Acafe-SC) O gráfico abaixo mostra a elonga ção em função do tempo para um movimento harmônico simples. A alternativa que contém a equação horária cor- respondente, no SI, é: a) x 5 4 3 cos E @ 3 s __ 2 # 3 t 1 s R b) x 5 4 3 cos E @ s __ 2 # 3 t 1 3 s __ 2 R c) x 5 2 3 cos st e) x 5 2 3 cos @ st 1 s __ 2 # d) x 5 2 3 cos E @ s __ 2 # 3 t 1 s R T. 383 A razão entre as frequências de A e de B é: a) 1 b) 1 __ 3 c) 1 __ 2 d) 3 e) 2 T. 384 A razão entre as amplitudes de A e de B é: a) 1 b) 1 __ 3 c) 1 __ 2 d) 3 e) 2 T. 382 (UFBA) O gráfico abaixo representa as posições ocupadas, em função do tempo, por um móvel de massa igual a 1 kg, que oscila em MHS. t (s) x (m) 0 5 –5 2 4 8 6 Nessas condições, é correto afirmar: (01) A função horária da elongação é x 5 5 3 cos @ s __ 4 t 1 3s ___ 2 # . (02) A função horária da velocidade escalar instan- tânea é v 5 2 5s ___ 4 3 sen @ s __ 4 t # . (04) No instante 2 s, a velocidade escalar do móvel é nula. (08) No instante 6 s, a aceleração escalar do móvel (16) No instante 8 s, a energia cinética do móvel é nula. Dê como resposta a soma dos números correspon- dentes às proposições corretas. (Fesp-PE) Observe os dois movimentos oscila tórios re- presentados pelo gráfico abaixo e responda às questões T.383 e T.384. é igual a 5s2 ____ 16 m/s2. t (s) x (m) 0 2 –2 2 4 6 t x 0 A B T. 385 (Mackenzie-SP) Uma partícula em MHS obedece à equação x 5 0,05 3 cos @ s __ 2 1 s __ 4 t # , com dados no SI, a partir do instante t 5 0. A velocidade escalar dessa partícula no instante t 5 6 s é: a) zero c) 0,05s ______ 4 m/s e) s __ 2 m/s b) 0,05 m/s d) s __ 4 m/s (PUC-SP) As questões seguintes de números T.386 a T.389 referem-se a uma senoide para t 0, in di can do a velo- cidade do ponto P móvel na trajetória (O, x), em função do tempo: v (cm/s) t (s) π 2π 3π 10 –10 0 O P v x T. 380 (Ufla-MG) O gráfico representa a elongação de um corpo em movimento harmônico simples (MHS) em função do tempo. 8 t (s) x (m) 0 5 –5 2 4 6 A amplitude, o período e a frequência para esse movimento são dados, respectivamente, por: a) 10 m, 4 s, 1 __ 8 Hz b) 5 m, 4 s, 1 __ 4 Hz e) 0, 8 s, 1 __ 8 Hz c) 10 m, 8 s, 1 __ 4 Hz d) 5 m, 8 s, 1 __ 8 Hz V2_P3_UN_F_CAP_16b.indd 404 02.09.09 09:21:36 405 C a p ít u lo 1 6 • M o vi m e n to h a rm ô n ic o s im p le s (M H S ) 405 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . T. 386 O movimento a que se refere o diagrama da figura é um movimento: a) uniforme. b) uniformemente acelerado. c) uniformemente retardado. d) circular uniforme. e) harmônico simples. T. 387 Sendo a origem O o centro da trajetória do movi- mento a que se refere o diagrama de velocidade da ques tão anterior, temos que, nesse movimento, o ponto móvel: a) parte da origem, com velocidade nula. b) parte da origem, mas não com velocidade nula. c) não parte da origem, mas a velocidade inicial é nula. d) não parte da origem, mas tem velocidade inicial não nula. e) nenhuma das respostas anteriores é correta. T. 388 No movimento a que se refere o diagrama dado, a maior distância que o móvel alcança da origem O é: a) infinita c) 5 cm e) 0,5 cm b) 10 cm d) 1 cm T. 389 No movimento a que se refere o diagrama dado, a aceleração máxima que o móvel adquire é (em cm/s2): a) zero c) 10 e) 25 b) 5 d) 20 T. 391 (UFBA) A figura abaixo representa um sistema constituído por uma partícula de massa m ligada à extremidade de uma mola de constante elástica k. A partícula é puxada desde a posição de equilí- brio O até uma posição A, distante a de O, e em seguida é abandonada, realizando movimento harmônico simples (MHS), na ausência de forças dissipativas.T. 390 (Mackenzie-SP) Uma mola helicoidal de massa desprezível está presa, pela extremidade A, a uma parede rígida e, na extremidade B, encontra-se preso um corpo de massa m, conforme mostra a figura I. Quando o conjunto oscila livremente na direção da reta horizontal AB, perpendicular à parede, constitui-se um oscilador harmônico de período T. Se dispusermos de duas molas idênticas à anterior e as fixarmos conforme a figura II, ao constituirmos um oscilador harmônico, com a oscilação do mesmo corpo de massa m, segundo a mesma direção AB, seu respectivo período será: a) T dll 2 ____ 4 c) T dll 2 ____ 2 e) 2T b) T __ 2 d) T AO x m a k Nessas condições, é correto afirmar: (01) Na posição A, a força resultante na partícula tem intensidade dada por ka ___ 2 . (02) O período do MHS é proporcional à raiz qua- drada de m e depende também de a. (04) Nos pontos de inversão do sentido do movi- mento, a aceleração da partícula é nula. (08) A energia mecânica do sistema é igual a ka2 ____ 2 . (16) Associando-se a mola considerada em série com uma outra, de constante elástica ke, a fre- quência de oscilação da partícula será igual a Dê como resposta a soma dos números associados às proposições corretas. 1 ___ 2s 3 E kke _________ (k 1 ke)m R 1 __ 2 . Figura I. Figura II. Vista lateral. B A B A B A T. 392 (UFRGS-RS) Um pêndulo simples, de comprimento L, tem um período de oscilação T, num determinado local. Para que o período de oscilação passe a valer 2T, no mesmo local, o comprimento do pêndulo deve ser aumentado em: a) 1L c) 3L e) 7L b) 2L d) 5L T. 393 (Mackenzie-SP) Uma corpo C, de massa 1,00 3 1021 kg, está preso a uma mola helicoidal de massa despre- zível e que obedece à lei de Hooke. Num determina- do instante, o conjunto se encontra em repouso, conforme ilustra a figura I, quando então é abando- nado e, sem atrito, o corpo passa a oscilar periodica- mente em torno do ponto O. No mesmo intervalo de tempo em que esse corpo vai de A até B, o pêndulo simples ilustrado na figura II realiza uma oscilação completa. Sendo g 5 10 m/s2, a constante elástica da mola é: a) 0,25 N/m c) 1,0 N/m e) 4,0 N/m b) 0,50 N/m d) 2,0 N/m Figura I. Figura II. B O A 10 cm 10 cm C 50 cm V2_P3_UN_F_CAP_16b.indd 405 02.09.09 09:21:46