Exercicios de Física Ondulatória e Óptica

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<p>Movimento harmônico simples: sistema massa-mola</p><p>Questão 1</p><p>2/2</p><p>Sistemas massa-mola são aqueles que apresentam um objeto de massa</p><p>conhecida, presa a uma mola, e o sistema, ao se movimentar, desenvolve um</p><p>MHS, movido pela força restauradora que a mola imprime ao objeto. Esses</p><p>sistemas são muito úteis para estudar o comportamento de sistemas de MHS a</p><p>partir de funções senoidais.</p><p>No sistema massa-mola mostrado a seguir, a massa m do bloco vale 0,300kg, e a</p><p>constante elástica k da mola vale 1.500N/m. Considere que, no instante zero, o</p><p>bloco é solto, do repouso, de uma posição que fica a 20cm da posição de</p><p>equilíbrio do sistema, no sentido positivo do movimento.</p><p>Nesse caso, qual é a função da posição para o sistema massa-mola em unidades</p><p>do Sistema Internacional de Unidades (SI)?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A equação geral da posição é dada por x(t) = 0,28sen(70,7t).</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>A função geral da posição no MHS é dada por x(t) = 0,20sen(70,7t).</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>No MHS, a função geral da posição é dada por x(t) = 0,20sen²(70,7t).</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>A equação horária da posição é dada por x(t) = A0,25cos(70,7t).</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>NO MHS, a função geral da posição é dada por x(t) = A0,10tg(70,7t).</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 2</p><p>2/2</p><p>Na ondulatória, pode-se pensar em solucionar alguns problemas usando um</p><p>sistema massa-mola, que se comporta como um oscilador harmônico, descrito</p><p>pelas equações do MHS. A composição de mais de um desses sistemas pode,</p><p>muitas vezes, dar ao sistema uma condição diferente e produzir soluções que, de</p><p>outra forma, não seria possível. Tais sistemas podem ser associados em série e</p><p>em paralelo, com o objetivo de somar grandezas ou reduzi-las, como seria no caso</p><p>das constantes elásticas das respectivas molas que compõem cada sistema.</p><p>A figura a seguir exibe algumas situações com sistemas massa-mola, podendo</p><p>estes estar acoplados ou não. Considere os sistemas mostrados na figura. Todos</p><p>os blocos têm a mesma massa, e todas as molas, a mesma constante elástica.</p><p>Marque a alternativa que representa a relação entre as velocidades angulares dos</p><p>cinco sistemas.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A velocidade angular é uma grandeza angular que só existe no MHS. Tal relação</p><p>aqui será igual a: ω1 = ω2 = ω3 = ω5 < ω4.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>A velocidade angular é uma grandeza escalar presente em muitos movimentos.</p><p>Tal relação aqui será igual a: ω4 < ω5 = ω3 < ω2 < ω1.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>A velocidade angular é uma grandeza linear que só existe no MHS. Tal relação</p><p>aqui será igual a: ω4 < ω3 < ω2 < ω1 < ω5.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>A velocidade angular é uma grandeza angular que também existe no MHS. Tal</p><p>relação aqui será igual a: ω4 = ω5 < ω3 < ω2 < ω1.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>A velocidade angular é uma grandeza linear que também existe no MHS. Tal</p><p>relação aqui será igual a: ω4 = ω5 > ω3 > ω2 > ω1.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 3</p><p>2/2</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Tanto a velocidade quanto a aceleração são grandezas escalares, e, aqui, valem</p><p>62,5m/s e 12,5m/s2, respectivamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>Tanto a velocidade quanto a aceleração são grandezas vetoriais, e, aqui, valem</p><p>7,5m/s e 12,5m/s2, respectivamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>Tanto a velocidade quanto a aceleração são grandezas escalares, e, aqui, valem</p><p>10,9m/s e 31,3m/s2, respectivamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>Tanto a velocidade quanto a aceleração são apenas grandezas angulares, e, aqui,</p><p>valem 6,25m/s e 54,1m/s2, respectivamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>Tanto a velocidade quanto a aceleração são grandezas vetoriais, e, aqui, valem</p><p>12,5m/s e 62,5m/s2, respectivamente.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 4</p><p>2/2</p><p>Em um MHS de um sistema massa-mola, sistemas acoplados podem ter</p><p>associações de molas em série ou paralelo, ou mesmo mistas, e também é</p><p>possível associar mais de um objeto às molas de modo a somar massas.</p><p>A figura mostra um bloco de massa m2 = 0,200kg sobre um bloco de massa m1 =</p><p>0,300kg. O coeficiente de atrito estático entre eles vale 0,500, a constante</p><p>elástica da mola presa ao bloco de baixo vale k = 200N/m e não há atrito entre o</p><p>bloco de baixo e a superfície.</p><p>Qual é a amplitude máxima deste movimento para que o bloco de cima não</p><p>deslize em relação ao de baixo?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A amplitude máxima de um sistema de MHS é uma velocidade angular, que</p><p>aqui vale 0,736cm.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>Aqui, descreve-se a amplitude máxima do sistema MHS como uma velocidade,</p><p>valendo 0,490cm.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>A amplitude máxima de um sistema de MHS é descrita como uma distância,</p><p>que aqui vale 1,23cm.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>A amplitude máxima de um sistema de MHS é descrita como uma aceleração</p><p>angular, que aqui vale 24,5cm.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>A amplitude máxima de um sistema de MHS é uma força restauradora, que aqui</p><p>vale 3,06cm.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 5</p><p>2/2</p><p>Um movimento periódico baseia-se em movimentos que se repetem e, para tal,</p><p>apresenta certas grandezas vinculadas a esse fato, como, por exemplo, o período</p><p>de repetição, a amplitude máxima alcançada pelo corpo, a variação de velocidade</p><p>e o ângulo de fase. Um MHS é descrito por equações específicas que obedecem a</p><p>um movimento angular associado a uma função senoidal.</p><p>Considere um sistema que obedece a um MHS. No instante zero, uma partícula em</p><p>MHS tem posição, velocidade e aceleração iguais a:</p><p>x(0) = –0,40m</p><p>v(0) = –10m/s</p><p>a(0) = 30m/s2</p><p>Calcule a velocidade angular do movimento e o seu ângulo de fase.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A velocidade angular do movimento e o ângulo de fase valem 17,3rad/s e</p><p>0,606rad, respectivamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>A velocidade angular do movimento e o ângulo de fase valem 75,0rad/s e</p><p>1,25rad, respectivamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>As grandezas mencionadas (velocidade angular do movimento e ângulo de fase)</p><p>valem 0,12rad/s e 4,8 x 10–3rad, respectivamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>As grandezas mencionadas (velocidade angular do movimento e ângulo de fase)</p><p>valem 8,66rad/s e 0,333rad, respectivamente.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>A velocidade angular do movimento e o ângulo de fase valem 8,66rad/s e</p><p>0,346rad, respectivamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Osciladores e o movimento harmônico simples</p><p>Questão 1</p><p>2/2</p><p>Descreve-se um oscilador como um objeto que possui uma massa predeterminada e que</p><p>está preso a um ponto fixo em torno do qual permite-se variar seu movimento de forma</p><p>periódica. De outra forma, um oscilador executa movimentos que se desenvolvem em um</p><p>intervalo de tempo que se repete, percorrendo distâncias iguais nesse intervalo.</p><p>Avalie as afirmações a seguir. Qual(is) sistema(s) pode(m) ser considerado(s) um oscilador?</p><p>I – A água dentro de um copo que vai para frente e para trás.</p><p>II – Um maratonista correndo 10km em linha reta.</p><p>III – A projeção na abscissa do ponteiro dos minutos de um relógio que tem seus números</p><p>em um plano cartesiano.</p><p>É correto o que se afirma em:</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>I e II, apenas.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A água dentro de um copo que vai para frente e para trás efetua um movimento</p><p>característico de um oscilador, pois o copo efetua uma oscilação e o líquido do seu</p><p>interior também a realizará, porém com defasagem e podendo se amortecer por</p><p>causa da oscilação do copo, mas, ainda assim, é uma oscilação.</p><p>Correr em linha reta não caracteriza um movimento oscilatório nem repetitivo. A</p><p>projeção no eixo das abscissas é um MHS, uma</p><p>a resposta:</p><p>• A</p><p>A intensidade sonora é definida como uma quantidade de energia transportada por</p><p>uma onda sonora em um certo local.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>A intensidade sonora é a potência que passa perpendicularmente por uma</p><p>superfície dividida pela área da superfície.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>Define-se a intensidade sonora como uma potência sonora que passa</p><p>perpendicularmente por uma superfície dividida pela amplitude da onda.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>A intensidade de uma onda sonora é a amplitude desta onda, medida em Joules,</p><p>conforme o Sistema Internacional de Unidades (SI).</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>A intensidade sonora é a potência constante dividida por unidade de área, de uma</p><p>onda que se propaga de um local a outro.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 2</p><p>2/2</p><p>A interferência de ondas é caracterizada pela interposição de ondas que não perdem suas</p><p>características, pois, ao se separarem, cada onda volta a ter a forma que tinha antes de</p><p>sofrer interferência. Tais interferências podem ser construtiva ou destrutiva.</p><p>Assinale a alternativa que contém três características de uma onda sonora.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Ondas sonoras são longitudinais, são ondas mecânicas, e sua amplitude é o inverso</p><p>do seu período.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>Ondas sonoras são transversais, são ondas mecânicas, e sua amplitude é o inverso</p><p>da sua velocidade.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>Ondas sonoras são longitudinais, são ondas eletromagnéticas, e seu período é o</p><p>inverso da sua frequência.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>Ondas sonoras são transversais, são ondas eletromagnéticas, e sua amplitude é o</p><p>inverso do seu período.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>Ondas sonoras são longitudinais, são ondas mecânicas, e seu período é o inverso</p><p>da sua frequência.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 3</p><p>0/2</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>As ondas apresentam interferência construtiva.</p><p>Você não acertou</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>Uma das ondas está parada e a outra está em movimento.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>O sentido de propagação de ambas é perpendicular.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>As ondas apresentam interferência destrutiva.</p><p>Esta é a resposta correta</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>Uma das ondas se propaga mais rapidamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 4</p><p>2/2</p><p>As ondas que se propagam transportam energia, e não massa, porque, quando duas ondas</p><p>sofrem interferência superpondo-se uma sobre a outra, após o efeito, cada onda voltará à</p><p>sua condição original, mantendo a magnitude de suas grandezas físicas. No entanto, ao se</p><p>superporem, geram onda com características alteradas em relação às ondas que originaram</p><p>o fenômeno.</p><p>A partir de seus conhecimentos sobre o fenômeno da interferência e propagação de ondas</p><p>mecânicas, assinale a alternativa correta sobre uma onda que se propaga em uma corda e</p><p>que atinge uma extremidade fixa da corda.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A onda é refletida com a mesma amplitude e o mesmo sinal.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Ondas que se propagam em cordas são ondas mecânicas, dadas pela equação a</p><p>seguir:</p><p>x(t) = xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>Trata-se de uma equação de posição em função do tempo, de sinal positivo, o que</p><p>dá o sentido de propagação da onda (mesmo sentido do eixo de referência do</p><p>referencial adotado).</p><p>Quando uma onda, nas condições supracitadas, atinge uma extremidade fixa da</p><p>corda, ela deverá retornar pela corda, porém mantendo suas características de</p><p>amplitude e apresentando sinal contrário na equação mostrada, um indicativo de</p><p>que o sentido da onda foi invertido, ficando assim:</p><p>x(t) = - xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>• B</p><p>A onda é refletida pela parede, e não pela corda.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Ondas que se propagam em cordas são ondas mecânicas, dadas pela equação a</p><p>seguir:</p><p>x(t) = xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>Trata-se de uma equação de posição em função do tempo, de sinal positivo, o que</p><p>dá o sentido de propagação da onda (mesmo sentido do eixo de referência do</p><p>referencial adotado).</p><p>Quando uma onda, nas condições supracitadas, atinge uma extremidade fixa da</p><p>corda, ela deverá retornar pela corda, porém mantendo suas características de</p><p>amplitude e apresentando sinal contrário na equação mostrada, um indicativo de</p><p>que o sentido da onda foi invertido, ficando assim:</p><p>x(t) = - xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>Ondas que se propagam em cordas são ondas mecânicas, dadas pela equação a</p><p>seguir:</p><p>x(t) = xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>Trata-se de uma equação de posição em função do tempo, de sinal positivo, o que</p><p>dá o sentido de propagação da onda (mesmo sentido do eixo de referência do</p><p>referencial adotado).</p><p>Quando uma onda, nas condições supracitadas, atinge uma extremidade fixa da</p><p>corda, ela deverá retornar pela corda, porém mantendo suas características de</p><p>amplitude e apresentando sinal contrário na equação mostrada, um indicativo de</p><p>que o sentido da onda foi invertido, ficando assim:</p><p>x(t) = - xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>• C</p><p>A onda é refletida com a mesma amplitude e sinal oposto.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Ondas que se propagam em cordas são ondas mecânicas, dadas pela equação a</p><p>seguir:</p><p>x(t) = xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>Trata-se de uma equação de posição em função do tempo, de sinal positivo, o que</p><p>dá o sentido de propagação da onda (mesmo sentido do eixo de referência do</p><p>referencial adotado).</p><p>Quando uma onda, nas condições supracitadas, atinge uma extremidade fixa da</p><p>corda, ela deverá retornar pela corda, porém mantendo suas características de</p><p>amplitude e apresentando sinal contrário na equação mostrada, um indicativo de</p><p>que o sentido da onda foi invertido, ficando assim:</p><p>x(t) = - xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>• D</p><p>A onda é refletida com maior amplitude e sinal oposto.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Ondas que se propagam em cordas são ondas mecânicas, dadas pela equação a</p><p>seguir:</p><p>x(t) = xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>Trata-se de uma equação de posição em função do tempo, de sinal positivo, o que</p><p>dá o sentido de propagação da onda (mesmo sentido do eixo de referência do</p><p>referencial adotado).</p><p>Quando uma onda, nas condições supracitadas, atinge uma extremidade fixa da</p><p>corda, ela deverá retornar pela corda, porém mantendo suas características de</p><p>amplitude e apresentando sinal contrário na equação mostrada, um indicativo de</p><p>que o sentido da onda foi invertido, ficando assim:</p><p>x(t) = - xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>• E</p><p>A onda é refletida com menor amplitude e mesmo sinal.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Ondas que se propagam em cordas são ondas mecânicas, dadas pela equação a</p><p>seguir:</p><p>x(t) = xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>Trata-se de uma equação de posição em função do tempo, de sinal positivo, o que</p><p>dá o sentido de propagação da onda (mesmo sentido do eixo de referência do</p><p>referencial adotado).</p><p>Quando uma onda, nas condições supracitadas, atinge uma extremidade fixa da</p><p>corda, ela deverá retornar pela corda, porém mantendo suas características de</p><p>amplitude e apresentando sinal contrário na equação mostrada, um indicativo de</p><p>que o sentido da onda foi invertido, ficando assim:</p><p>x(t) = - xm cos⁡(ωt+ φ)</p><p>Questão 5</p><p>2/2</p><p>No efeito Doppler, a frequência da onda pode ser alterada, pois, ao movimentar-se, tanto</p><p>a fonte quanto o receptor podem reduzir ou aumentar a distância entre si, comprimindo</p><p>ou distanciando as ondas e, assim, mudando sua frequência.</p><p>Nesse contexto, também se verificam as chamadas ondas de choque. Assinale em que</p><p>circunstâncias esse tipo de onda ocorre.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Ocorre quando a velocidade da fonte sonora é maior que a velocidade do som.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Uma onda de choque é descrita como uma perturbação de propagação. Ela ocorre</p><p>quando é atingida uma velocidade acima da velocidade do som.</p><p>Esse tipo de onda se dá quando a velocidade da fonte sonora é maior que a</p><p>velocidade do som, ou seja, no ar, excede o valor de 343 m/s.</p><p>• B</p><p>Ocorre quando duas ondas de frequências diferentes se encontram.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Uma onda de choque é descrita como uma perturbação de propagação. Ela ocorre</p><p>quando é atingida uma velocidade acima da velocidade do som.</p><p>Esse tipo de onda se dá quando a velocidade da fonte sonora é maior que a</p><p>velocidade do som, ou seja, no ar, excede o valor de 343 m/s.</p><p>• C</p><p>As ondas de choque ocorrem quando a temperatura do ar é maior que a</p><p>temperatura da fonte sonora.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Uma onda de choque é descrita como uma perturbação de propagação. Ela ocorre</p><p>quando é atingida uma velocidade acima da velocidade do som.</p><p>Esse tipo de onda se dá quando a velocidade da fonte sonora é maior que a</p><p>velocidade do som, ou seja, no ar, excede o valor de 343 m/s.</p><p>• D</p><p>Quando a amplitude da onda sonora é maior que aquela que o ouvido pode</p><p>suportar.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Uma onda de choque é descrita como uma perturbação de propagação. Ela ocorre</p><p>quando é atingida uma velocidade acima da velocidade do som.</p><p>Esse tipo de onda se dá quando a velocidade da fonte sonora é maior que a</p><p>velocidade do som, ou seja, no ar, excede o valor de 343 m/s.</p><p>• E</p><p>Quando a intensidade do som está relacionada à velocidade da fonte sonora.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Uma onda de choque é descrita como uma perturbação de propagação. Ela ocorre</p><p>quando é atingida uma velocidade acima da velocidade do som.</p><p>Esse tipo de onda se dá quando a velocidade da fonte sonora é maior que a</p><p>velocidade do som, ou seja, no ar, excede o valor de 343 m/s.</p><p>vez que a projeção do ponteiro oscila</p><p>para frente e para trás, executando movimentos repetitivos.</p><p>• B</p><p>II e III, apenas.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A água dentro de um copo que vai para frente e para trás efetua um movimento</p><p>característico de um oscilador, pois o copo efetua uma oscilação e o líquido do seu</p><p>interior também a realizará, porém com defasagem e podendo se amortecer por</p><p>causa da oscilação do copo, mas, ainda assim, é uma oscilação.</p><p>Correr em linha reta não caracteriza um movimento oscilatório nem repetitivo. A</p><p>projeção no eixo das abscissas é um MHS, uma vez que a projeção do ponteiro oscila</p><p>para frente e para trás, executando movimentos repetitivos.</p><p>• C</p><p>III, apenas.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A água dentro de um copo que vai para frente e para trás efetua um movimento</p><p>característico de um oscilador, pois o copo efetua uma oscilação e o líquido do seu</p><p>interior também a realizará, porém com defasagem e podendo se amortecer por</p><p>causa da oscilação do copo, mas, ainda assim, é uma oscilação.</p><p>Correr em linha reta não caracteriza um movimento oscilatório nem repetitivo. A</p><p>projeção no eixo das abscissas é um MHS, uma vez que a projeção do ponteiro oscila</p><p>para frente e para trás, executando movimentos repetitivos.</p><p>• D</p><p>II, apenas.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A água dentro de um copo que vai para frente e para trás efetua um movimento</p><p>característico de um oscilador, pois o copo efetua uma oscilação e o líquido do seu</p><p>interior também a realizará, porém com defasagem e podendo se amortecer por</p><p>causa da oscilação do copo, mas, ainda assim, é uma oscilação.</p><p>Correr em linha reta não caracteriza um movimento oscilatório nem repetitivo. A</p><p>projeção no eixo das abscissas é um MHS, uma vez que a projeção do ponteiro oscila</p><p>para frente e para trás, executando movimentos repetitivos.</p><p>• E</p><p>I e III, apenas.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>A água dentro de um copo que vai para frente e para trás efetua um movimento</p><p>característico de um oscilador, pois o copo efetua uma oscilação e o líquido do seu</p><p>interior também a realizará, porém com defasagem e podendo se amortecer por</p><p>causa da oscilação do copo, mas, ainda assim, é uma oscilação.</p><p>Correr em linha reta não caracteriza um movimento oscilatório nem repetitivo. A</p><p>projeção no eixo das abscissas é um MHS, uma vez que a projeção do ponteiro oscila</p><p>para frente e para trás, executando movimentos repetitivos.</p><p>Questão 2</p><p>2/2</p><p>A energia de um sistema que desenvolve um MHS pode se conservar ou não. No primeiro</p><p>caso, o movimento dará-se indefinidamente e o movimento vai se repetir respeitando o</p><p>período, a frequência e a amplitude do movimento. Já no segundo caso, perde-se energia</p><p>e as características do movimento de MHS, cessando quando toda energia for dissipada.</p><p>Para um caso de um movimento de MHS, qual é a energia mecânica de um sistema bloco-</p><p>mola com uma constante elástica de 1N/m e amplitude de 2m?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Todo sistema de MHS é conservativo e, aqui, sua energia mecânica vale 1,0 Joules.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• B</p><p>A energia mecânica de um sistema MHS é igual à sua energia total, que aqui vale</p><p>2,0 Joules.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• C</p><p>A energia mecânica de um MHS é igual à sua energia potencial gravitacional, que</p><p>aqui vale 3,0 Joules.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• D</p><p>A energia mecânica de um MHS é igual à sua energia potencial elástica, que aqui</p><p>vale 4,0 Joules.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• E</p><p>A energia de um MHS não se conserva nunca, variando em função da amplitude.</p><p>Aqui, vale 5,0 Joules.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>Questão 3</p><p>2/2</p><p>O MHS é descrito como um movimento oscilatório cujas equações do movimento,</p><p>velocidade e aceleração são dadas por funções horárias destas grandezas.</p><p>No caso da equação do movimento, quando a função cosseno do argumento for igual a 1,</p><p>o deslocamento será igual à amplitude deste sistema:</p><p>x(t) = A.cos (ωt+∅0)</p><p>Um objeto em MHS leva 0,1s para sair de um ponto com velocidade nula e chegar ao outro</p><p>ponto, também de velocidade nula. A distância entre esses pontos é 0,2m.</p><p>Qual é o período e a amplitude do movimento? Assinale a alternativa correta.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A amplitude desse sistema varia e aqui seu período e amplitude valem 0,1s e 0,2m,</p><p>respectivamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Em um MHS, o oscilador parte de velocidade nula, atinge um ponto de velocidade</p><p>máxima e retorna para uma velocidade nula. O deslocamento máximo de um MHS</p><p>é descrito como sua amplitude, e o período é o intervalo de tempo que se utiliza</p><p>para sair de uma posição e retornar a ela.</p><p>Quando o objeto de estudo sai de um ponto com velocidade nula e chega ao outro,</p><p>completa-se meio ciclo. Assim, deve-se multiplicar o tempo de 0,1s por 2, ficando:</p><p>T = 0,2s</p><p>Já a amplitude é a metade da distância entre os extremos do movimento. Como a</p><p>distância é 0,2m, tem-se:</p><p>A = 0,1m</p><p>• B</p><p>Se, nos pontos citados, ambas as velocidades são nulas, o corpo está parado e terá</p><p>apenas período igual a 0,1 s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Em um MHS, o oscilador parte de velocidade nula, atinge um ponto de velocidade</p><p>máxima e retorna para uma velocidade nula. O deslocamento máximo de um MHS</p><p>é descrito como sua amplitude, e o período é o intervalo de tempo que se utiliza</p><p>para sair de uma posição e retornar a ela.</p><p>Quando o objeto de estudo sai de um ponto com velocidade nula e chega ao outro,</p><p>completa-se meio ciclo. Assim, deve-se multiplicar o tempo de 0,1s por 2, ficando:</p><p>T = 0,2s</p><p>Já a amplitude é a metade da distância entre os extremos do movimento. Como a</p><p>distância é 0,2m, tem-se:</p><p>A = 0,1m</p><p>• C</p><p>Se, nos pontos citados, ambas as velocidades são nulas, o corpo está parado e terá</p><p>apenas amplitude igual a 0,2m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Em um MHS, o oscilador parte de velocidade nula, atinge um ponto de velocidade</p><p>máxima e retorna para uma velocidade nula. O deslocamento máximo de um MHS</p><p>é descrito como sua amplitude, e o período é o intervalo de tempo que se utiliza</p><p>para sair de uma posição e retornar a ela.</p><p>Quando o objeto de estudo sai de um ponto com velocidade nula e chega ao outro,</p><p>completa-se meio ciclo. Assim, deve-se multiplicar o tempo de 0,1s por 2, ficando:</p><p>T = 0,2s</p><p>Já a amplitude é a metade da distância entre os extremos do movimento. Como a</p><p>distância é 0,2m, tem-se:</p><p>A = 0,1m</p><p>• D</p><p>A amplitude constitui um deslocamento máximo. Aqui, período e amplitude valem</p><p>0,2s e 0,1m, respectivamente.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Em um MHS, o oscilador parte de velocidade nula, atinge um ponto de velocidade</p><p>máxima e retorna para uma velocidade nula. O deslocamento máximo de um MHS</p><p>é descrito como sua amplitude, e o período é o intervalo de tempo que se utiliza</p><p>para sair de uma posição e retornar a ela.</p><p>Quando o objeto de estudo sai de um ponto com velocidade nula e chega ao outro,</p><p>completa-se meio ciclo. Assim, deve-se multiplicar o tempo de 0,1s por 2, ficando:</p><p>T = 0,2s</p><p>Já a amplitude é a metade da distância entre os extremos do movimento. Como a</p><p>distância é 0,2m, tem-se:</p><p>A = 0,1m</p><p>• E</p><p>A amplitude constitui um deslocamento mínimo. Aqui, período e amplitude valem</p><p>0,1s e 0,1m, respectivamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Em um MHS, o oscilador parte de velocidade nula, atinge um ponto de velocidade</p><p>máxima e retorna para uma velocidade nula. O deslocamento máximo de um MHS</p><p>é descrito como sua amplitude, e o período é o intervalo de tempo que se utiliza</p><p>para sair de uma posição e retornar a ela.</p><p>Quando o objeto de estudo sai de um ponto com velocidade nula e chega ao outro,</p><p>completa-se meio ciclo. Assim, deve-se multiplicar o tempo de 0,1s por 2, ficando:</p><p>T = 0,2s</p><p>Já a amplitude é a metade da distância entre os extremos do movimento. Como a</p><p>distância é 0,2m, tem-se:</p><p>A = 0,1m</p><p>Questão 4</p><p>2/2</p><p>O sistema massa-mola é considerado um oscilador que executa MHS. Um sistema massa-</p><p>mola caracteriza-se pela</p><p>presença de um corpo de massa m acoplado a uma mola, de</p><p>constante elástica k, movimentando-se devido a uma força elástica restauradora.</p><p>Considere um bloco de 2kg, preso a uma mola de constante elástica 10N/m e que está</p><p>oscilando. Se, em um dado instante, ele está com velocidade de 1m/s e deslocado 2m da</p><p>posição de origem, qual é a energia mecânica total do sistema?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A energia mecânica do sistema mantém-se constante e vale 21,0Joules.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• B</p><p>A energia mecânica do sistema varia em função do período e aqui vale 15,0Joules.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• C</p><p>Não se pode calcular a energia mecânica do sistema, pois faltam dados.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• D</p><p>A energia mecânica do sistema é igual à energia cinética e vale1,0 Joules.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• E</p><p>A energia mecânica do sistema é igual à energia potencial elástica e vale 21,0 Joules.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>Questão 5</p><p>2/2</p><p>A frequência e o período de um MHS estão relacionadas pela equação que segue:</p><p>T = 1/f</p><p>Sendo que a frequência é o inverso do período. Assim, define-se o período como o</p><p>intervalo de tempo para executar um ciclo do MHS. Já a frequência é definida como um</p><p>número de ciclos por unidade de tempo.</p><p>Qual é a velocidade máxima de um MHS oscilando com uma amplitude de 2cm e com</p><p>frequência de 5 hz?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Quando a velocidade é máxima em um MHS, sua energia cinética é nula. Aqui, a</p><p>velocidade máxima será igual a 20π cm/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• B</p><p>Quando a velocidade é máxima em um MHS, sua energia mecânica é nula. Aqui, a</p><p>velocidade máxima será igual a 20π m/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• C</p><p>Quando a velocidade é máxima em um MHS, sua energia cinética é máxima. Aqui,</p><p>a velocidade máxima será igual a 20π cm/s.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• D</p><p>Quando a velocidade é máxima em um MHS, sua energia potencial é máxima. Aqui,</p><p>a velocidade máxima será igual a 20π m/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>• E</p><p>Quando a velocidade é máxima em um MHS, sua energia potencial elástica é</p><p>máxima. Aqui, a velocidade máxima será igual a 14π cm/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sem feedback</p><p>Energia em MHS</p><p>Questão 1</p><p>2/2</p><p>O movimento harmônico simples (MHS) é descrito como um movimento oscilatório e que</p><p>se repete a cada ciclo. O tempo para a ocorrência de um ciclo é o período, e o máximo</p><p>deslocamento atingido é a amplitude do movimento. O objeto que se desloca</p><p>periodicamente é descrito como um oscilador. Existem muitas aplicações para sistemas</p><p>oscilatórios em MHS.</p><p>Com base nos conceitos sobre MHS, assinale a alternativa correta.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>O gráfico de deslocamento em função do tempo para um objeto em MHS é uma</p><p>curva linear.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O MHS é periódico e desenvolvido por sistemas osciladores.</p><p>Assim, suas características são: gráfico de deslocamento em função do tempo é uma</p><p>curva senoidal; a amplitude do seu movimento é a distância máxima atingida pelo</p><p>objeto; a força restauradora que age sobre o objeto tem a mesma direção e sentido</p><p>contrário ao deslocamento do objeto; a força que está sujeito o objeto é nula quando</p><p>o objeto está na posição de equilíbrio; o módulo da força restauradora que age sobre</p><p>um objeto em MHS é proporcional ao seu deslocamento.</p><p>• B</p><p>A amplitude do movimento de um objeto em MHS é a distância mínima atingida</p><p>pelo objeto.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O MHS é periódico e desenvolvido por sistemas osciladores.</p><p>Assim, suas características são: gráfico de deslocamento em função do tempo é uma</p><p>curva senoidal; a amplitude do seu movimento é a distância máxima atingida pelo</p><p>objeto; a força restauradora que age sobre o objeto tem a mesma direção e sentido</p><p>contrário ao deslocamento do objeto; a força que está sujeito o objeto é nula quando</p><p>o objeto está na posição de equilíbrio; o módulo da força restauradora que age sobre</p><p>um objeto em MHS é proporcional ao seu deslocamento.</p><p>• C</p><p>O módulo da força restauradora que age sobre um objeto em MHS é proporcional</p><p>ao seu deslocamento.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>O MHS é periódico e desenvolvido por sistemas osciladores.</p><p>Assim, suas características são: gráfico de deslocamento em função do tempo é uma</p><p>curva senoidal; a amplitude do seu movimento é a distância máxima atingida pelo</p><p>objeto; a força restauradora que age sobre o objeto tem a mesma direção e sentido</p><p>contrário ao deslocamento do objeto; a força que está sujeito o objeto é nula quando</p><p>o objeto está na posição de equilíbrio; o módulo da força restauradora que age sobre</p><p>um objeto em MHS é proporcional ao seu deslocamento.</p><p>• D</p><p>A força restauradora que age sobre o objeto em MHS tem a mesma direção e</p><p>mesmo sentido que o deslocamento do objeto.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O MHS é periódico e desenvolvido por sistemas osciladores.</p><p>Assim, suas características são: gráfico de deslocamento em função do tempo é uma</p><p>curva senoidal; a amplitude do seu movimento é a distância máxima atingida pelo</p><p>objeto; a força restauradora que age sobre o objeto tem a mesma direção e sentido</p><p>contrário ao deslocamento do objeto; a força que está sujeito o objeto é nula quando</p><p>o objeto está na posição de equilíbrio; o módulo da força restauradora que age sobre</p><p>um objeto em MHS é proporcional ao seu deslocamento.</p><p>• E</p><p>A força que está sujeito um objeto em MHS é máxima quando o objeto está na</p><p>posição de equilíbrio.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O MHS é periódico e desenvolvido por sistemas osciladores.</p><p>Assim, suas características são: gráfico de deslocamento em função do tempo é uma</p><p>curva senoidal; a amplitude do seu movimento é a distância máxima atingida pelo</p><p>objeto; a força restauradora que age sobre o objeto tem a mesma direção e sentido</p><p>contrário ao deslocamento do objeto; a força que está sujeito o objeto é nula quando</p><p>o objeto está na posição de equilíbrio; o módulo da força restauradora que age sobre</p><p>um objeto em MHS é proporcional ao seu deslocamento.</p><p>Questão 2</p><p>2/2</p><p>O sistema massa-mola é descrito como um dos sistemas osciladores mais simples, pois</p><p>pode-se observar nele, de forma simples, os conceitos de um movimento harmônico</p><p>simples (MHS), de modo a descrever tal sistema em função de suas equações de posição,</p><p>velocidade e aceleração interpretadas a partir de sua função gráfica, uma senoide.</p><p>Considere a seguinte situação: uma bola de massa m presa à extremidade de uma mola,</p><p>cuja constante elástica é descrita como k. Quando a bola é deslocada em relação a sua</p><p>posição de equilíbrio e, em seguida liberada, ela passa a descrever um MHS.</p><p>Com base nesses conceitos e nos seus conhecimentos sobre sistemas em MHS, assinale a</p><p>alternativa correta.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Quanto maior a massa da bola, menor a sua energia cinética, desde que haja</p><p>variação da velocidade.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>Quanto maior o deslocamento da bola, menor sua energia potencial elástica, desde</p><p>que não ultrapasse a amplitude.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>Nos movimentos de MHS, quando o deslocamento é máximo, a energia cinética</p><p>também será máxima.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>Para sistemas em MHS, quanto maior a constante elástica da mola, maior a sua</p><p>energia potencial elástica.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>Nos movimentos de MHS, quando o deslocamento é mínimo, a energia potencial</p><p>elástica será máxima.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 3</p><p>0/2</p><p>Descreve-se a energia mecânica de um sistema que desenvolve um movimento harmônico</p><p>simples (MHS) como a energia total associada ao movimento. Quando o sistema é</p><p>conservativo, não existirá perda de energia e toda a energia mecânica poderá ser</p><p>convertida em outras formas. No entanto, quando o sistema é dissipativo, haverá perda de</p><p>energia.</p><p>Considere o caso em que</p><p>um bloco encontra-se preso à extremidade de uma mola. Nessa</p><p>condição, o bloco é deslocado em relação a sua posição de equilíbrio e depois liberado. O</p><p>bloco descreve um MHS, sem perdas por atrito.</p><p>Para esse sistema, assinale a alternativa correta sobre sua energia mecânica.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A energia mecânica total do sistema depende da amplitude do movimento.</p><p>Você não acertou</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>A energia mecânica total é máxima quando o bloco passa pela posição de equilíbrio.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>A energia mecânica total não pode ser convertida apenas em energia cinética.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>A energia mecânica total depende apenas da constante elástica e da massa do</p><p>bloco.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>A energia mecânica total de um sistema em MHS é sempre constante.</p><p>Esta é a resposta correta</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 4</p><p>2/2</p><p>Em muitos casos, pode-se avaliar sistemas a partir da quantidade de energia que eles</p><p>contêm. Com base nos conceitos físicos, enquanto houver energia, o sistema pode realizar</p><p>transformações ou estar em movimento ou quaisquer interações de outra natureza.</p><p>Quando se trata de sistemas em movimento, pode-se avaliá-los a partir da energia que</p><p>contêm, por exemplo, os objetos em movimento medidos a partir de sua energia cinética,</p><p>quando existe a grandeza velocidade associada. Ainda se pode calcular grandezas</p><p>associadas a sistemas com molas acopladas a partir de sua energia potencial elástica ou</p><p>ainda movimentos que contêm energia potencial gravitacional.</p><p>Considere um sistema que desenvolve um movimento harmônico simples (MHS), uma</p><p>esfera presa a uma mola. Para esse sistema, qual alternativa é correta quando se refere à</p><p>energia potencial elástica?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A energia potencial elástica é mínima quando a aceleração da bola é máxima.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>A energia potencial elástica é máxima quando a velocidade da bola é máxima.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>No Sistema Internacional de Unidades, a energia potencial elástica é medida em</p><p>watts.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>A energia potencial elástica é menor quando a bola está no ponto -x do que em +x.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>A energia potencial elástica é mínima quando a mola está na posição de equilíbrio.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 5</p><p>2/2</p><p>Um pêndulo constitui-se de um corpo pesado, de massa m conhecida, e preso à extremidade</p><p>de um fio, de comprimento l. Esse conjunto pode descrever um movimento harmônico</p><p>simples (MHS) ao se movimentar.</p><p>A figura a seguir ilustra o movimento oscilatório do pêndulo, de vai e vem, em função de um</p><p>período, uma frequência e uma amplitude.</p><p>Em que condições o movimento de um pêndulo simples pode se aproximar do MHS? Assinale</p><p>a alternativa correta.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Quando o pêndulo, no seu movimento, oscila rapidamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Para sistemas de pêndulo oscilando, tal sistema descreve um movimento oscilatório,</p><p>porém só é caracterizado como MHS quando o ângulo de oscilação é muito</p><p>pequeno.</p><p>Caso contrário, a informação deverá ser considerada, levando o sistema a</p><p>desenvolver um movimento que não terá as características do MHS, pois, no MHS,</p><p>o movimento independe da rapidez na oscilação, apenas o ângulo de oscilação do</p><p>pêndulo deverá ser pequeno. Nesse caso, não existe relação e o comprimento da</p><p>corda é o dobro do diâmetro da esfera.</p><p>• B</p><p>Quando o ângulo de oscilação do pêndulo é pequeno.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Para sistemas de pêndulo oscilando, tal sistema descreve um movimento oscilatório,</p><p>porém só é caracterizado como MHS quando o ângulo de oscilação é muito</p><p>pequeno.</p><p>Caso contrário, a informação deverá ser considerada, levando o sistema a</p><p>desenvolver um movimento que não terá as características do MHS, pois, no MHS,</p><p>o movimento independe da rapidez na oscilação, apenas o ângulo de oscilação do</p><p>pêndulo deverá ser pequeno. Nesse caso, não existe relação e o comprimento da</p><p>corda é o dobro do diâmetro da esfera.</p><p>• C</p><p>Quando o pêndulo, no seu movimento, oscila lentamente.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Para sistemas de pêndulo oscilando, tal sistema descreve um movimento oscilatório,</p><p>porém só é caracterizado como MHS quando o ângulo de oscilação é muito</p><p>pequeno.</p><p>Caso contrário, a informação deverá ser considerada, levando o sistema a</p><p>desenvolver um movimento que não terá as características do MHS, pois, no MHS,</p><p>o movimento independe da rapidez na oscilação, apenas o ângulo de oscilação do</p><p>pêndulo deverá ser pequeno. Nesse caso, não existe relação e o comprimento da</p><p>corda é o dobro do diâmetro da esfera.</p><p>• D</p><p>Quando o ângulo de oscilação do pêndulo é grande.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Para sistemas de pêndulo oscilando, tal sistema descreve um movimento oscilatório,</p><p>porém só é caracterizado como MHS quando o ângulo de oscilação é muito</p><p>pequeno.</p><p>Caso contrário, a informação deverá ser considerada, levando o sistema a</p><p>desenvolver um movimento que não terá as características do MHS, pois, no MHS,</p><p>o movimento independe da rapidez na oscilação, apenas o ângulo de oscilação do</p><p>pêndulo deverá ser pequeno. Nesse caso, não existe relação e o comprimento da</p><p>corda é o dobro do diâmetro da esfera.</p><p>• E</p><p>Quando o comprimento da corda é o dobro do diâmetro da esfera.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Para sistemas de pêndulo oscilando, tal sistema descreve um movimento oscilatório,</p><p>porém só é caracterizado como MHS quando o ângulo de oscilação é muito</p><p>pequeno.</p><p>Caso contrário, a informação deverá ser considerada, levando o sistema a</p><p>desenvolver um movimento que não terá as características do MHS, pois, no MHS,</p><p>o movimento independe da rapidez na oscilação, apenas o ângulo de oscilação do</p><p>pêndulo deverá ser pequeno. Nesse caso, não existe relação e o comprimento da</p><p>corda é o dobro do diâmetro da esfera.</p><p>Oscilações forçadas e amortecidas</p><p>Questão 1</p><p>2/2</p><p>Um exemplo de oscilador é o sistema massa-mola, que, quando sujeito a uma</p><p>força de arraste, irá executar um movimento de oscilação amortecida. Considere</p><p>um sistema massa-mola constituído por um bloco de massa de 1,50kg que está</p><p>ligado a uma mola com constante elástica de 4,00N/m. A oscilação é amortecida</p><p>por uma força amortecedora em que b =0,550kg/s. Determine a razão ω'/ω0</p><p>entre as frequências do bloco.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>0,8319.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• B</p><p>0,9938.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• C</p><p>2,1064.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• D</p><p>0,7754.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• E</p><p>0,6878.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>Questão 2</p><p>2/2</p><p>A classificação da oscilação amortecida como subamortecimento,</p><p>superamortecimento ou amortecimento crítico é fundamental para a compreensão</p><p>da dinâmica do movimento, bem como para suas aplicações. Assim, considere o</p><p>sistema massa-mola que tem massa m = 3,00kg e constante elástica da mola k =</p><p>9,00N/m que é esticado por 10cm a partir de sua posição de equilíbrio. Para qual</p><p>valor de b o amortecimento é considerado crítico?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>10,4kg/s.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• B</p><p>5,20kg/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• C</p><p>27,0kg/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• D</p><p>1,10kg/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• E</p><p>1,90kg/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>Questão 3</p><p>0/2</p><p>Em uma oscilação forçada, forças externas atuam no sistema de modo que a</p><p>amplitude de oscilação pode ser controlada. Suponha que uma</p><p>força externa dada</p><p>pela expressão (35 cos(15t)) N atue em um sistema massa-mola. Determine para</p><p>quais valores de t a amplitude será máxima daquele ciclo.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Confira a alternativa A:</p><p>Clique aqui</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• B</p><p>Confira a alternativa B:</p><p>Clique aqui</p><p>Você não acertou</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• C</p><p>Confira a alternativa</p><p>C: Para os valores de 𝑡 = 𝑛𝜋 15 , onde 𝑛 é par.</p><p>Esta é a resposta correta</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• D</p><p>Confira a alternativa D:</p><p>Clique aqui</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• E</p><p>Confira a alternativa E:</p><p>Clique aqui</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>Questão 4</p><p>2/2</p><p>Em uma oscilação forçada, a presença de uma força externa influencia</p><p>diretamente na amplitude do movimento. Considere que uma força externa dada</p><p>por F(t)= (35cos(15t))N atue em um sistema massa-mola, com m = 1,5kg e b =</p><p>1,2kg/s. Determine a maior amplitude possível para o sistema.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>0,16m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• B</p><p>0,04m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• C</p><p>0,40m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• D</p><p>0,10m.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>• E</p><p>0,60m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Confira a justificativa:</p><p>Clique aqui</p><p>Questão 5</p><p>0/2</p><p>A perda de energia em um oscilador amortecido não é linear, e sim exponencial,</p><p>e pode-se relacionar a energia dissipada com a energia armazenada em um</p><p>oscilador amortecido por meio do fator de qualidade. Considere que a energia de</p><p>um oscilador amortecido com m = 2,50kg e b = 0,800kg/s em qualquer instante</p><p>de tempo possa ser determinada por E(t)=32e−btm</p><p>O fator de qualidade do oscilador para o intervalo é:0≤t≤1s</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>0,5</p><p>Comentários da resposta</p><p>Resposta</p><p>• B</p><p>23</p><p>Esta é a resposta correta</p><p>Comentários da resposta</p><p>Resposta</p><p>• C</p><p>0,73.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Resposta</p><p>• D</p><p>2,28</p><p>Comentários da resposta</p><p>Resposta</p><p>• E</p><p>16,7</p><p>Você não acertou</p><p>Comentários da resposta</p><p>Resposta</p><p>Movimento ondulatório Unidimensional</p><p>Questão 1</p><p>2/2</p><p>Uma onda senoidal, propagando-se em uma direção, pode ter seu movimento descrito em</p><p>função do tempo. Esse tipo de onda apresenta comprimento de onda e frequência</p><p>característicos. Outra grandeza fundamental de uma onda é sua amplitude, vista no gráfico</p><p>como as medidas apresentadas verticalmente, evidenciando a distância entre o eixo das</p><p>abscissas e a crista, ou vale da onda.</p><p>Considere o caso de um movimento unidimensional, no qual existe uma mola oscilando</p><p>horizontalmente, e atrelada a ela se encontra um objeto. Se esse sistema executa 20</p><p>oscilações completas em 10 segundos, qual será o período do movimento?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>O período, nesse caso, vale 2,0Hz.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>O valor de período calculado será de 10,0s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>O período, na situação descrita, será de 0,5Hz.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>O valor encontrado para o período é de 0,5s.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>O período calculado, nesse caso, é de 2,0s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 2</p><p>2/2</p><p>Em um gráfico de posição em função do tempo para ondas, vê-se que uma onda senoidal</p><p>pode variar em deslocamento e tempo ao mesmo tempo, desde que sua função seja</p><p>baseada nessas grandezas. Nesses casos, a equação é uma função de duas variáveis e pode</p><p>ser usada para descrever movimentos ondulatórios unidimensionais.</p><p>Com base na função que descreve a onda, aponte a única alternativa correta.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A função de onda é dada por x(t) = xm cos⁡(ωt + φ) e depende das grandezas</p><p>amplitude, frequência e aceleração.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O gráfico de uma função como a descrita aqui é um gráfico de posição em função</p><p>do tempo. Sua equação é dada como segue:</p><p>x(t) = xm cos⁡(ωt + φ)</p><p>Nessa equação, a posição é função do tempo e também depende da amplitude, da</p><p>frequência angular e do ângulo de fase, grandezas representadas por xm, ω e φ,</p><p>respectivamente.</p><p>• B</p><p>A função de onda é dada por x(t) = xm cos⁡(ωt + φ) e depende das grandezas</p><p>amplitude, frequência angular e ângulo de fase.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>O gráfico de uma função como a descrita aqui é um gráfico de posição em função</p><p>do tempo. Sua equação é dada como segue:</p><p>x(t) = xm cos⁡(ωt + φ)</p><p>Nessa equação, a posição é função do tempo e também depende da amplitude, da</p><p>frequência angular e do ângulo de fase, grandezas representadas por xm, ω e φ,</p><p>respectivamente.</p><p>• C</p><p>A função de onda é dada por x(t) = φ cos⁡(ωt + xm) e depende das grandezas</p><p>frequência, frequência angular e velocidade.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O gráfico de uma função como a descrita aqui é um gráfico de posição em função</p><p>do tempo. Sua equação é dada como segue:</p><p>x(t) = xm cos⁡(ωt + φ)</p><p>Nessa equação, a posição é função do tempo e também depende da amplitude, da</p><p>frequência angular e do ângulo de fase, grandezas representadas por xm, ω e φ,</p><p>respectivamente.</p><p>• D</p><p>A função de onda é dada por x(t) = a sen⁡(t + φ) e depende das grandezas</p><p>amplitude, frequência e ângulo de fase.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O gráfico de uma função como a descrita aqui é um gráfico de posição em função</p><p>do tempo. Sua equação é dada como segue:</p><p>x(t) = xm cos⁡(ωt + φ)</p><p>Nessa equação, a posição é função do tempo e também depende da amplitude, da</p><p>frequência angular e do ângulo de fase, grandezas representadas por xm, ω e φ,</p><p>respectivamente.</p><p>• E</p><p>A função de onda é dada por x(t) = vm cos⁡(ω + φ) e depende das grandezas</p><p>amplitude, frequência angular e período.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O gráfico de uma função como a descrita aqui é um gráfico de posição em função</p><p>do tempo. Sua equação é dada como segue:</p><p>x(t) = xm cos⁡(ωt + φ)</p><p>Nessa equação, a posição é função do tempo e também depende da amplitude, da</p><p>frequência angular e do ângulo de fase, grandezas representadas por xm, ω e φ,</p><p>respectivamente.</p><p>Questão 3</p><p>0/2</p><p>Existem muitos casos de transferência de movimento, ou de energia, a partir de cordas e</p><p>fios tensionados. Para esses casos, deve-se calcular a grandeza força em função das</p><p>características de uma onda, já que se trata de casos de propagação de ondas, descritas</p><p>como ondas unidimensionais.</p><p>Para uma onda que é posta a oscilar, devido à ação de uma força, pode-se afirmar que:</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>por haver forças envolvidas, esse sistema só pode ser descrito a partir da Lei de</p><p>Hooke.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>se não existem molas acopladas, tal sistema pode ser calculado a partir da Lei de</p><p>Hooke.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>nesse caso, nenhuma das leis de Newton pode descrever o sistema.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>o Princípio Fundamental da Dinâmica e a Lei de Hooke podem descrever o sistema.</p><p>Você não acertou</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>o Princípio Fundamental da Dinâmica pode descrever esse sistema.</p><p>Esta é a resposta correta</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 4</p><p>2/2</p><p>Descrevem-se as ondas progressivas como o tipo de onda que não altera sua forma,</p><p>permitindo que um pulso se propague sem sofrer alterações.</p><p>Ao somarmos duas ondas progressivas, de função senoidal e unidimensionais, essa soma</p><p>apenas será uma onda progressiva senoidal se:</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>ambas as ondas tiverem a mesma amplitude e se propagarem no mesmo sentido.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sabe-se que as ondas progressivas se propagam sem alterar sua forma. No caso aqui</p><p>descrito, existem duas ondas igualmente progressivas</p><p>e unidimensionais,</p><p>propagando-se.</p><p>Ao se realizar a soma de duas dessas ondas, deve-se atentar ao fato de que essa</p><p>soma somente implicará uma onda progressiva senoidal se ambas as ondas</p><p>apresentarem frequências iguais, fator que garante o encontro entre cristas e vales</p><p>de ambas as ondas, e também se elas se propagarem no mesmo sentido.</p><p>• B</p><p>as duas ondas tiverem a mesma amplitude e se propagarem em sentidos opostos.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sabe-se que as ondas progressivas se propagam sem alterar sua forma. No caso aqui</p><p>descrito, existem duas ondas igualmente progressivas e unidimensionais,</p><p>propagando-se.</p><p>Ao se realizar a soma de duas dessas ondas, deve-se atentar ao fato de que essa</p><p>soma somente implicará uma onda progressiva senoidal se ambas as ondas</p><p>apresentarem frequências iguais, fator que garante o encontro entre cristas e vales</p><p>de ambas as ondas, e também se elas se propagarem no mesmo sentido.</p><p>• C</p><p>as ondas tiverem a mesma frequência e se propagarem no mesmo sentido.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sabe-se que as ondas progressivas se propagam sem alterar sua forma. No caso aqui</p><p>descrito, existem duas ondas igualmente progressivas e unidimensionais,</p><p>propagando-se.</p><p>Ao se realizar a soma de duas dessas ondas, deve-se atentar ao fato de que essa</p><p>soma somente implicará uma onda progressiva senoidal se ambas as ondas</p><p>apresentarem frequências iguais, fator que garante o encontro entre cristas e vales</p><p>de ambas as ondas, e também se elas se propagarem no mesmo sentido.</p><p>• D</p><p>ambas as ondas tiverem a mesma frequência e se propagarem em sentidos opostos.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sabe-se que as ondas progressivas se propagam sem alterar sua forma. No caso aqui</p><p>descrito, existem duas ondas igualmente progressivas e unidimensionais,</p><p>propagando-se.</p><p>Ao se realizar a soma de duas dessas ondas, deve-se atentar ao fato de que essa</p><p>soma somente implicará uma onda progressiva senoidal se ambas as ondas</p><p>apresentarem frequências iguais, fator que garante o encontro entre cristas e vales</p><p>de ambas as ondas, e também se elas se propagarem no mesmo sentido.</p><p>• E</p><p>as duas ondas tiverem a mesma frequência e apresentarem a mesma amplitude.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Sabe-se que as ondas progressivas se propagam sem alterar sua forma. No caso aqui</p><p>descrito, existem duas ondas igualmente progressivas e unidimensionais,</p><p>propagando-se.</p><p>Ao se realizar a soma de duas dessas ondas, deve-se atentar ao fato de que essa</p><p>soma somente implicará uma onda progressiva senoidal se ambas as ondas</p><p>apresentarem frequências iguais, fator que garante o encontro entre cristas e vales</p><p>de ambas as ondas, e também se elas se propagarem no mesmo sentido.</p><p>Questão 5</p><p>2/2</p><p>Ondas unidimensionais são aquelas cujo movimento se dá em função de apenas uma</p><p>direção, que poder ser horizontal. O movimento de uma corda oscilando devido à ação de</p><p>força que lhe foi imprimida é um desses casos.</p><p>Considere duas cordas iguais, que foram submetidas a uma mesma força de tração. Esse</p><p>tipo de sistema apresenta seu movimento em função de ondas senoidais, de mesma</p><p>frequência. Se a onda descrita como A tiver amplitude duas vezes maior que aquela</p><p>descrita como B, a onda A transportará energia a uma taxa de que fração em relação a B?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Quatro vezes maior.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Pode-se calcular a energia que uma onda transporta de diversas formas, pois sabe-</p><p>se que a energia armazenada pode se converter em energia cinética, potencial</p><p>gravitacional, potencial elástica. Pode-se, também, analisar o sistema em função da</p><p>energia mecânica da onda.</p><p>No caso aqui descrito, por ter sido mencionada uma relação com amplitudes, tem-</p><p>se que, ao dobrar a amplitude, a energia, que é uma função quadrática da amplitude,</p><p>será multiplicada por 4. Assim, a relação procurada é: se a onda A tiver amplitude</p><p>duas vezes maior que B, a energia de A será quatro vezes maior que a de B.</p><p>• B</p><p>Oito vezes maior.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Pode-se calcular a energia que uma onda transporta de diversas formas, pois sabe-</p><p>se que a energia armazenada pode se converter em energia cinética, potencial</p><p>gravitacional, potencial elástica. Pode-se, também, analisar o sistema em função da</p><p>energia mecânica da onda.</p><p>No caso aqui descrito, por ter sido mencionada uma relação com amplitudes, tem-</p><p>se que, ao dobrar a amplitude, a energia, que é uma função quadrática da amplitude,</p><p>será multiplicada por 4. Assim, a relação procurada é: se a onda A tiver amplitude</p><p>duas vezes maior que B, a energia de A será quatro vezes maior que a de B.</p><p>• C</p><p>Duas vezes menor.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Pode-se calcular a energia que uma onda transporta de diversas formas, pois sabe-</p><p>se que a energia armazenada pode se converter em energia cinética, potencial</p><p>gravitacional, potencial elástica. Pode-se, também, analisar o sistema em função da</p><p>energia mecânica da onda.</p><p>No caso aqui descrito, por ter sido mencionada uma relação com amplitudes, tem-</p><p>se que, ao dobrar a amplitude, a energia, que é uma função quadrática da amplitude,</p><p>será multiplicada por 4. Assim, a relação procurada é: se a onda A tiver amplitude</p><p>duas vezes maior que B, a energia de A será quatro vezes maior que a de B.</p><p>• D</p><p>Duas vezes maior.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Pode-se calcular a energia que uma onda transporta de diversas formas, pois sabe-</p><p>se que a energia armazenada pode se converter em energia cinética, potencial</p><p>gravitacional, potencial elástica. Pode-se, também, analisar o sistema em função da</p><p>energia mecânica da onda.</p><p>No caso aqui descrito, por ter sido mencionada uma relação com amplitudes, tem-</p><p>se que, ao dobrar a amplitude, a energia, que é uma função quadrática da amplitude,</p><p>será multiplicada por 4. Assim, a relação procurada é: se a onda A tiver amplitude</p><p>duas vezes maior que B, a energia de A será quatro vezes maior que a de B.</p><p>• E</p><p>Quatro vezes menor.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Pode-se calcular a energia que uma onda transporta de diversas formas, pois sabe-</p><p>se que a energia armazenada pode se converter em energia cinética, potencial</p><p>gravitacional, potencial elástica. Pode-se, também, analisar o sistema em função da</p><p>energia mecânica da onda.</p><p>No caso aqui descrito, por ter sido mencionada uma relação com amplitudes, tem-</p><p>se que, ao dobrar a amplitude, a energia, que é uma função quadrática da amplitude,</p><p>será multiplicada por 4. Assim, a relação procurada é: se a onda A tiver amplitude</p><p>duas vezes maior que B, a energia de A será quatro vezes maior que a de B.</p><p>Princípio da superposição e ondas estacionárias</p><p>Questão 1</p><p>2/2</p><p>No princípio da superposição, duas ondas podem se encontrar e interagir. Dessa interação</p><p>deverá resultar uma onda cujas características estarão relacionadas àquelas das ondas que</p><p>a criaram, podendo algumas delas variar, como é o caso das amplitudes.</p><p>Considere a seguinte situação: duas ondas do tipo y1 (x,t) = a sen (kx –wt) e y2 (x,t) =</p><p>a sen (kx + wt), se k =10m-1 e a = 0,1m. Onde está localizado o primeiro nodo?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>O primeiro nodo estará em x = 0.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 2</p><p>2/2</p><p>O conceito de ondas estacionárias é descrito como a propagação de ondas que apresentam</p><p>a mesma frequência. Nesse sentido, a superposição de ondas dessa natureza mostra um</p><p>tipo de vibração estacionária. As ondas estacionárias são oriundas de casos de ressonância</p><p>de ondas.</p><p>Ondas estacionárias em uma corda de 1m de comprimento, fixada nas duas extremidades,</p><p>são observadas com frequências sucessivas de 24Hz e 36Hz. Calcule quanto valem a</p><p>frequência fundamental e a velocidade da onda.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A frequência é descrita como f1 = 12Hz e com velocidade de v = 30m/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>A frequência é descrita como</p><p>f1= 20Hz e com velocidade de v = 25m/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>A frequência é descrita como f1= 24Hz e com velocidade de v = 48m/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>A frequência é descrita como f1= 36Hz e com velocidade de v = 72m/s.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>A frequência é descrita como f1= 12Hz e com velocidade de v = 24m/s.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 3</p><p>2/2</p><p>Na superposição de ondas, duas ondas se propagando em sentido contrário se encontram.</p><p>Após isso, existirá a interferência de ambas, resultando em uma onda com carcaterísticas</p><p>das duas que a formaram. Após a passagem de uma onda pela outra, ambas restituem sua</p><p>forma anterior.</p><p>Analise as seguintes afirmações sobre superposição de ondas e ondas estacionárias:</p><p>I. Onda estacionária é uma onda que não se move.</p><p>II. Uma onda passando por outra pode causar um padrão destrutivo ou construtivo.</p><p>III. Toda onda superposta aumenta sua amplitude, já que é o resultado de duas ondas que</p><p>estão atuando na mesma região.</p><p>IV. Os nodos de uma onda estacionária não se movem, ao passo que os antinodos variam</p><p>sua amplitude.</p><p>Quais afirmações estão corretas?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Apenas I.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A afirmação I é falsa, pois certas partes de uma onda estacionária variam sua</p><p>amplitude; não se locomovem em sentido longitudinal, mas movem-se</p><p>transversalmente.</p><p>A afirmação II é verdadeira, pois uma onda, ao se superpor à outra, pode aumentar</p><p>ou diminuir a amplitude, exibindo padrões construtivos ou destrutivos.</p><p>A afirmação III é falsa. Algumas vezes, ondas superpostas podem se anular, ou seja,</p><p>diminuir a amplitude ao se somarem.</p><p>A afirmação IV é verdadeira. Os nodos são pontos que ficam parados, e os antinodos</p><p>são os pontos com maior variação na amplitude.</p><p>• B</p><p>Apenas II e IV.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>A afirmação I é falsa, pois certas partes de uma onda estacionária variam sua</p><p>amplitude; não se locomovem em sentido longitudinal, mas movem-se</p><p>transversalmente.</p><p>A afirmação II é verdadeira, pois uma onda, ao se superpor à outra, pode aumentar</p><p>ou diminuir a amplitude, exibindo padrões construtivos ou destrutivos.</p><p>A afirmação III é falsa. Algumas vezes, ondas superpostas podem se anular, ou seja,</p><p>diminuir a amplitude ao se somarem.</p><p>A afirmação IV é verdadeira. Os nodos são pontos que ficam parados, e os antinodos</p><p>são os pontos com maior variação na amplitude.</p><p>• C</p><p>Apenas II, III e IV.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A afirmação I é falsa, pois certas partes de uma onda estacionária variam sua</p><p>amplitude; não se locomovem em sentido longitudinal, mas movem-se</p><p>transversalmente.</p><p>A afirmação II é verdadeira, pois uma onda, ao se superpor à outra, pode aumentar</p><p>ou diminuir a amplitude, exibindo padrões construtivos ou destrutivos.</p><p>A afirmação III é falsa. Algumas vezes, ondas superpostas podem se anular, ou seja,</p><p>diminuir a amplitude ao se somarem.</p><p>A afirmação IV é verdadeira. Os nodos são pontos que ficam parados, e os antinodos</p><p>são os pontos com maior variação na amplitude.</p><p>• D</p><p>Apenas I, III e IV.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A afirmação I é falsa, pois certas partes de uma onda estacionária variam sua</p><p>amplitude; não se locomovem em sentido longitudinal, mas movem-se</p><p>transversalmente.</p><p>A afirmação II é verdadeira, pois uma onda, ao se superpor à outra, pode aumentar</p><p>ou diminuir a amplitude, exibindo padrões construtivos ou destrutivos.</p><p>A afirmação III é falsa. Algumas vezes, ondas superpostas podem se anular, ou seja,</p><p>diminuir a amplitude ao se somarem.</p><p>A afirmação IV é verdadeira. Os nodos são pontos que ficam parados, e os antinodos</p><p>são os pontos com maior variação na amplitude.</p><p>• E</p><p>Apenas III e IV.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A afirmação I é falsa, pois certas partes de uma onda estacionária variam sua</p><p>amplitude; não se locomovem em sentido longitudinal, mas movem-se</p><p>transversalmente.</p><p>A afirmação II é verdadeira, pois uma onda, ao se superpor à outra, pode aumentar</p><p>ou diminuir a amplitude, exibindo padrões construtivos ou destrutivos.</p><p>A afirmação III é falsa. Algumas vezes, ondas superpostas podem se anular, ou seja,</p><p>diminuir a amplitude ao se somarem.</p><p>A afirmação IV é verdadeira. Os nodos são pontos que ficam parados, e os antinodos</p><p>são os pontos com maior variação na amplitude.</p><p>Questão 4</p><p>2/2</p><p>O princípio da superposição, que trata de estudar o comportamento de ondas que se</p><p>propagam em um meio e que se superpõem, pode ser aplicado em diversos contextos nos</p><p>quais existam corpos se propagando em movimentos ondulatórios. Com base nesses</p><p>conceitos, analise a situação descrita a seguir.</p><p>Considere um arranjo linear com cinco bolas pequenas interligadas por uma corda, estando</p><p>a primeira na posição x = 0 e a quinta na posição x = L = 1m. Todas estão equidistantes</p><p>umas da outras. Na frequência fundamental, quais são as bolas que representam os nodos?</p><p>Na segunda frequência, quais são as bolas que não se movem?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Para f1, a primeira e a última bola são os nodos; para f2, todas as bolas não se</p><p>movem.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Os nodos se comportam das frequências das ondas estacionárias para a frequência</p><p>fundamental. Os nodos, que são as regiões que não se movem, estão nas</p><p>extremidades. Para a segunda frequência, os nodos estão nas extremidades e no</p><p>meio da forma da onda, descrevendo, assim, a forma de um “8”, com vales e</p><p>extremidades.</p><p>• B</p><p>Para f1, a primeira, a terceira e a última bolas são os nodos; para f2, a primeira e a</p><p>última não se movem.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Os nodos se comportam das frequências das ondas estacionárias para a frequência</p><p>fundamental. Os nodos, que são as regiões que não se movem, estão nas</p><p>extremidades. Para a segunda frequência, os nodos estão nas extremidades e no</p><p>meio da forma da onda, descrevendo, assim, a forma de um “8”, com vales e</p><p>extremidades.</p><p>• C</p><p>Para f1, somente a primeira e a última representam nodos; para f2, a primeira, a</p><p>terceira e a última não se movem.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Os nodos se comportam das frequências das ondas estacionárias para a frequência</p><p>fundamental. Os nodos, que são as regiões que não se movem, estão nas</p><p>extremidades. Para a segunda frequência, os nodos estão nas extremidades e no</p><p>meio da forma da onda, descrevendo, assim, a forma de um “8”, com vales e</p><p>extremidades.</p><p>• D</p><p>Para f1, somente a primeira e a segunda são nodos; para f2, a primeira e a última</p><p>não se movem.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Os nodos se comportam das frequências das ondas estacionárias para a frequência</p><p>fundamental. Os nodos, que são as regiões que não se movem, estão nas</p><p>extremidades. Para a segunda frequência, os nodos estão nas extremidades e no</p><p>meio da forma da onda, descrevendo, assim, a forma de um “8”, com vales e</p><p>extremidades.</p><p>• E</p><p>Para f1, somente a terceira e a última são nodos; para f2, todas não se movem.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Os nodos se comportam das frequências das ondas estacionárias para a frequência</p><p>fundamental. Os nodos, que são as regiões que não se movem, estão nas</p><p>extremidades. Para a segunda frequência, os nodos estão nas extremidades e no</p><p>meio da forma da onda, descrevendo, assim, a forma de um “8”, com vales e</p><p>extremidades.</p><p>Questão 5</p><p>0/2</p><p>Na ondulatória, cada onda tem sua equação de posição em função do tempo, dada pela</p><p>seguinte relação:</p><p>y(x,t) = a sen (κx – ωt)</p><p>Quando existe a superposição de ondas, estas devem se estabelecer na mesma direção e</p><p>em sentido contrário, o que leva a um sinal positivo no argumento da função senoidal.</p><p>Analisemos, aqui, o seguinte caso:</p><p>Suponha duas ondas:</p><p>y = (3–|x|) · cos(t)</p><p>y = –(3–|x|) · cos(t)</p><p>Suponha que ambas estejam fixas nos limites x = –3 e x = 3. Assim, qual é o valor da</p><p>superposição para (x,t) = (–1,3) e qual é o valor da amplitude da primeira onda para (x,t) =</p><p>(1,π)?</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A amplitude da superposição vale 2, e para a primeira onda temos</p><p>amplitude igual</p><p>a 2.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Devemos conceber que, nesse caso, uma onda é o simétrico da outra; assim, a</p><p>superposição valerá zero em qualquer instante.</p><p>A primeira onda tem amplitude dada pelo módulo da equação:</p><p>y1 = (3–|x|) · cos⁡(t)</p><p>y1 (1,π) = (3 – 1) · cos⁡(π) = 2 · (–1) = –2</p><p>Dessa forma, a amplitude é igual a 2m.</p><p>• B</p><p>A amplitude da superposição vale 0, e para a primeira onda temos a amplitude igual</p><p>a 2.</p><p>Esta é a resposta correta</p><p>Comentários da resposta</p><p>Devemos conceber que, nesse caso, uma onda é o simétrico da outra; assim, a</p><p>superposição valerá zero em qualquer instante.</p><p>A primeira onda tem amplitude dada pelo módulo da equação:</p><p>y1 = (3–|x|) · cos⁡(t)</p><p>y1 (1,π) = (3 – 1) · cos⁡(π) = 2 · (–1) = –2</p><p>Dessa forma, a amplitude é igual a 2m.</p><p>• C</p><p>A amplitude da superposição vale 2, e para a primeira onda temos a amplitude igual</p><p>a 0.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Devemos conceber que, nesse caso, uma onda é o simétrico da outra; assim, a</p><p>superposição valerá zero em qualquer instante.</p><p>A primeira onda tem amplitude dada pelo módulo da equação:</p><p>y1 = (3–|x|) · cos⁡(t)</p><p>y1 (1,π) = (3 – 1) · cos⁡(π) = 2 · (–1) = –2</p><p>Dessa forma, a amplitude é igual a 2m.</p><p>• D</p><p>A amplitude da superposição vale 0, e para a primeira onda temos a amplitude igual</p><p>a –2.</p><p>Você não acertou</p><p>Comentários da resposta</p><p>Devemos conceber que, nesse caso, uma onda é o simétrico da outra; assim, a</p><p>superposição valerá zero em qualquer instante.</p><p>A primeira onda tem amplitude dada pelo módulo da equação:</p><p>y1 = (3–|x|) · cos⁡(t)</p><p>y1 (1,π) = (3 – 1) · cos⁡(π) = 2 · (–1) = –2</p><p>Dessa forma, a amplitude é igual a 2m.</p><p>• E</p><p>A amplitude da superposição vale 0, e para a primeira onda temos a amplitude igual</p><p>a 0.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Devemos conceber que, nesse caso, uma onda é o simétrico da outra; assim, a</p><p>superposição valerá zero em qualquer instante.</p><p>A primeira onda tem amplitude dada pelo módulo da equação:</p><p>y1 = (3–|x|) · cos⁡(t)</p><p>y1 (1,π) = (3 – 1) · cos⁡(π) = 2 · (–1) = –2</p><p>Dessa forma, a amplitude é igual a 2m.</p><p>Som: ondas longitudinais de pressão</p><p>Questão 1</p><p>2/2</p><p>Ondas sonoras são descritas como ondas mecânicas que transportam energia, não massa.</p><p>Sua forma de propagação é em meio material com forma de desenvolvimento longitudinal,</p><p>isto é, caminha pelo meio provocando variações de pressão, ora causando compressões</p><p>ora promovendo rarefações no meio. O som é caracterizado como uma onda sonora.</p><p>Analise o seguinte: em uma onda sonora propagando-se no ar, qual é o fator de maior</p><p>influência na sua velocidade de propagação? Assinale a alternativa correta.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A temperatura do ar.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Na propagação de ondas sonoras, existem alguns fatores que influenciam o</p><p>movimento da onda, por exemplo: a temperatura pode alterar a velocidade do som,</p><p>de acordo com a expressão empírica a seguir, em que v é a velocidade do som, e T é</p><p>a temperatura do meio.</p><p>v = 330,4 + 0,59T</p><p>A frequência de uma onda de pressão (som) não altera a sua velocidade nem seu</p><p>comprimento de onda, e não causará variação de velocidade a superposição de</p><p>ondas (aqui, apenas a amplitude sofrerá variação). Também não se pode relacionar</p><p>a variação de velocidade da onda ao número de decibéis.</p><p>Como teste prático, pode-se pegar dois aparelhos de rádio, sintonizá-los na mesma</p><p>estação, sendo um com um volume mais alto do que outro, então percebe-se que</p><p>não há alteração em qual informação chega primeiro.</p><p>• B</p><p>A frequência do som.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Na propagação de ondas sonoras, existem alguns fatores que influenciam o</p><p>movimento da onda, por exemplo: a temperatura pode alterar a velocidade do som,</p><p>de acordo com a expressão empírica a seguir, em que v é a velocidade do som, e T é</p><p>a temperatura do meio.</p><p>v = 330,4 + 0,59T</p><p>A frequência de uma onda de pressão (som) não altera a sua velocidade nem seu</p><p>comprimento de onda, e não causará variação de velocidade a superposição de</p><p>ondas (aqui, apenas a amplitude sofrerá variação). Também não se pode relacionar</p><p>a variação de velocidade da onda ao número de decibéis.</p><p>Como teste prático, pode-se pegar dois aparelhos de rádio, sintonizá-los na mesma</p><p>estação, sendo um com um volume mais alto do que outro, então percebe-se que</p><p>não há alteração em qual informação chega primeiro.</p><p>• C</p><p>O comprimento de onda do som.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Na propagação de ondas sonoras, existem alguns fatores que influenciam o</p><p>movimento da onda, por exemplo: a temperatura pode alterar a velocidade do som,</p><p>de acordo com a expressão empírica a seguir, em que v é a velocidade do som, e T é</p><p>a temperatura do meio.</p><p>v = 330,4 + 0,59T</p><p>A frequência de uma onda de pressão (som) não altera a sua velocidade nem seu</p><p>comprimento de onda, e não causará variação de velocidade a superposição de</p><p>ondas (aqui, apenas a amplitude sofrerá variação). Também não se pode relacionar</p><p>a variação de velocidade da onda ao número de decibéis.</p><p>Como teste prático, pode-se pegar dois aparelhos de rádio, sintonizá-los na mesma</p><p>estação, sendo um com um volume mais alto do que outro, então percebe-se que</p><p>não há alteração em qual informação chega primeiro.</p><p>• D</p><p>A quantidade de decibéis do som.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Na propagação de ondas sonoras, existem alguns fatores que influenciam o</p><p>movimento da onda, por exemplo: a temperatura pode alterar a velocidade do som,</p><p>de acordo com a expressão empírica a seguir, em que v é a velocidade do som, e T é</p><p>a temperatura do meio.</p><p>v = 330,4 + 0,59T</p><p>A frequência de uma onda de pressão (som) não altera a sua velocidade nem seu</p><p>comprimento de onda, e não causará variação de velocidade a superposição de</p><p>ondas (aqui, apenas a amplitude sofrerá variação). Também não se pode relacionar</p><p>a variação de velocidade da onda ao número de decibéis.</p><p>Como teste prático, pode-se pegar dois aparelhos de rádio, sintonizá-los na mesma</p><p>estação, sendo um com um volume mais alto do que outro, então percebe-se que</p><p>não há alteração em qual informação chega primeiro.</p><p>• E</p><p>Se a onda está superposta ou não.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Na propagação de ondas sonoras, existem alguns fatores que influenciam o</p><p>movimento da onda, por exemplo: a temperatura pode alterar a velocidade do som,</p><p>de acordo com a expressão empírica a seguir, em que v é a velocidade do som, e T é</p><p>a temperatura do meio.</p><p>v = 330,4 + 0,59T</p><p>A frequência de uma onda de pressão (som) não altera a sua velocidade nem seu</p><p>comprimento de onda, e não causará variação de velocidade a superposição de</p><p>ondas (aqui, apenas a amplitude sofrerá variação). Também não se pode relacionar</p><p>a variação de velocidade da onda ao número de decibéis.</p><p>Como teste prático, pode-se pegar dois aparelhos de rádio, sintonizá-los na mesma</p><p>estação, sendo um com um volume mais alto do que outro, então percebe-se que</p><p>não há alteração em qual informação chega primeiro.</p><p>Questão 2</p><p>2/2</p><p>Quando se propagando no ar, o som viaja a uma velocidade aproximada de 340m/s. Por se</p><p>tratarem de ondas mecânicas, aquelas que necessitam de meio de propagação, as ondas</p><p>sonoras apresentam maior velocidade em meio sólido, em seguida no meio líquido e, por</p><p>fim, em meio gasoso, como é o caso do ar.</p><p>Considere que você está assistindo a um show de fogos de artifício e resolve medir a</p><p>distância até a explosão. Se a velocidade do som no lugar é de 340m/s e o som levou 2,5s</p><p>para chegar depois da luz, qual é a distância até onde explodiu o fogo de artifício? Assinale</p><p>a alternativa correta.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>68,0 m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>136,0 m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>425,0 m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>1700,0 m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>850,0 m.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 3</p><p>2/2</p><p>As chamadas ondas de choque podem aparecer em algumas situações, como em</p><p>terremotos ou nos casos em que aviões ultrapassam a velocidade do som. As ondas de</p><p>choque classificam-se</p><p>como ondas mecânicas.</p><p>Com base nesse conceito, analise a situação a seguir:</p><p>Na guerra do Iraque, diversos poços de petróleo foram incendiados, e uma das soluções</p><p>encontradas pelos americanos para apagar os incêndios foi usar explosivos. A onda de</p><p>choque resultante da explosão causava vácuo e, assim, o incêndio se apagava.</p><p>Sobre isso, é correto afirmar:</p><p>I. A onda de choque é um som.</p><p>II. A onda é transversal e é explicada pela diferença de pressão.</p><p>III. Não é uma onda mecânica, uma vez que há regiões com vácuo nela.</p><p>Assinale a alternativa correta.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Apenas I e II estão corretas.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A onda de choque é longitudinal, que se explica pela diferença de pressão causada</p><p>pelas compressões e rarefações no meio.</p><p>Apesar de ser explicada pela diferença de pressão, a onda não é transversal, mas,</p><p>sim, longitudinal.</p><p>Trata-se de uma onda mecânica, mesmo com regiões que apresentam vácuo, pois</p><p>necessita de um meio para se propagar.</p><p>• B</p><p>Apenas II e III estão corretas.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A onda de choque é longitudinal, que se explica pela diferença de pressão causada</p><p>pelas compressões e rarefações no meio.</p><p>Apesar de ser explicada pela diferença de pressão, a onda não é transversal, mas,</p><p>sim, longitudinal.</p><p>Trata-se de uma onda mecânica, mesmo com regiões que apresentam vácuo, pois</p><p>necessita de um meio para se propagar.</p><p>• C</p><p>I, II e III estão corretas.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A onda de choque é longitudinal, que se explica pela diferença de pressão causada</p><p>pelas compressões e rarefações no meio.</p><p>Apesar de ser explicada pela diferença de pressão, a onda não é transversal, mas,</p><p>sim, longitudinal.</p><p>Trata-se de uma onda mecânica, mesmo com regiões que apresentam vácuo, pois</p><p>necessita de um meio para se propagar.</p><p>• D</p><p>Apenas a I está correta.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>A onda de choque é longitudinal, que se explica pela diferença de pressão causada</p><p>pelas compressões e rarefações no meio.</p><p>Apesar de ser explicada pela diferença de pressão, a onda não é transversal, mas,</p><p>sim, longitudinal.</p><p>Trata-se de uma onda mecânica, mesmo com regiões que apresentam vácuo, pois</p><p>necessita de um meio para se propagar.</p><p>• E</p><p>Apenas a III está correta.</p><p>Comentários da resposta</p><p>A onda de choque é longitudinal, que se explica pela diferença de pressão causada</p><p>pelas compressões e rarefações no meio.</p><p>Apesar de ser explicada pela diferença de pressão, a onda não é transversal, mas,</p><p>sim, longitudinal.</p><p>Trata-se de uma onda mecânica, mesmo com regiões que apresentam vácuo, pois</p><p>necessita de um meio para se propagar.</p><p>Questão 4</p><p>2/2</p><p>Nos casos de propagação, o som é muitas vezes descrito como um movimento, pois, ao</p><p>propagar-se em um meio, apresenta velocidade constante, variando apenas se existir</p><p>variação do meio.</p><p>Assim, considere o caso a seguir.</p><p>Você está posicionado entre dois muros grandes. Com o auxílio de um cronômetro e</p><p>usando o valor da velocidade do som como 340,0m/s, aproximadamente, você mede um</p><p>som que percorre certa distância, entre você e um dos muros, que leva 2,0 segundos para</p><p>chegar até você. Já o som vindo do outro muro leva 4,0 segundos para ser ouvido por você.</p><p>Com base nesses dados, qual é a distância entre os muros? Assinale a alternativa correta.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>A distância procurada será a soma de duas distâncias, sendo 680m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• B</p><p>A distância buscada será a soma de duas distâncias, somando 1020m.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>• C</p><p>O valor procurado será a subtração das duas distâncias, sendo 340m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• D</p><p>Será possível calcular apenas uma distância de valor igual a 2040m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>• E</p><p>A distância buscada é a subtração das duas distâncias, valendo 1360m.</p><p>Comentários da resposta</p><p>Questão 5</p><p>2/2</p><p>Existem muitas discussões sobre a forma de propagação do som. Nos filmes de ficção</p><p>científica, há grandes explosões associadas a ruídos fortes. Uma questão que se levanta é</p><p>a forma como o som se propaga no espaço.</p><p>Sobre esse tema, preencha as lacunas corretamente:</p><p>O som é uma onda ____________ de pressão e ____________ de um meio para se locomover.</p><p>Tanto que filmes que representam o som de explosões de estrelas estão ____________.</p><p>Assinale a alternativa correta.</p><p>Selecione a resposta:</p><p>• A</p><p>Mecânica; não precisa; corretos.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O som é uma onda mecânica que precisa de um meio para se locomover. Sua forma</p><p>de onda é longitudinal, propagando-se no mesmo sentido em que vibra,</p><p>promovendo variações de pressão e causando, assim, compressões e rarefações no</p><p>meio por onde se propaga.</p><p>Geralmente, os conceitos abordados nos filmes estão equivocados quando exibem</p><p>explosões com sons associados, pois é fato que não existe um meio material no</p><p>vácuo, de modo que ondas mecânicas não poderiam propagar-se lá. Em outras</p><p>palavras, em regiões de vácuo não podem existir sons.</p><p>• B</p><p>Transversal; precisa; corretos.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O som é uma onda mecânica que precisa de um meio para se locomover. Sua forma</p><p>de onda é longitudinal, propagando-se no mesmo sentido em que vibra,</p><p>promovendo variações de pressão e causando, assim, compressões e rarefações no</p><p>meio por onde se propaga.</p><p>Geralmente, os conceitos abordados nos filmes estão equivocados quando exibem</p><p>explosões com sons associados, pois é fato que não existe um meio material no</p><p>vácuo, de modo que ondas mecânicas não poderiam propagar-se lá. Em outras</p><p>palavras, em regiões de vácuo não podem existir sons.</p><p>• C</p><p>Longitudinal; precisa; equivocados.</p><p>Você acertou!</p><p>Comentários da resposta</p><p>O som é uma onda mecânica que precisa de um meio para se locomover. Sua forma</p><p>de onda é longitudinal, propagando-se no mesmo sentido em que vibra,</p><p>promovendo variações de pressão e causando, assim, compressões e rarefações no</p><p>meio por onde se propaga.</p><p>Geralmente, os conceitos abordados nos filmes estão equivocados quando exibem</p><p>explosões com sons associados, pois é fato que não existe um meio material no</p><p>vácuo, de modo que ondas mecânicas não poderiam propagar-se lá. Em outras</p><p>palavras, em regiões de vácuo não podem existir sons.</p><p>• D</p><p>Transversal; não precisa; equivocados.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O som é uma onda mecânica que precisa de um meio para se locomover. Sua forma</p><p>de onda é longitudinal, propagando-se no mesmo sentido em que vibra,</p><p>promovendo variações de pressão e causando, assim, compressões e rarefações no</p><p>meio por onde se propaga.</p><p>Geralmente, os conceitos abordados nos filmes estão equivocados quando exibem</p><p>explosões com sons associados, pois é fato que não existe um meio material no</p><p>vácuo, de modo que ondas mecânicas não poderiam propagar-se lá. Em outras</p><p>palavras, em regiões de vácuo não podem existir sons.</p><p>• E</p><p>Longitudinal; não precisa; equivocados.</p><p>Comentários da resposta</p><p>O som é uma onda mecânica que precisa de um meio para se locomover. Sua forma</p><p>de onda é longitudinal, propagando-se no mesmo sentido em que vibra,</p><p>promovendo variações de pressão e causando, assim, compressões e rarefações no</p><p>meio por onde se propaga.</p><p>Geralmente, os conceitos abordados nos filmes estão equivocados quando exibem</p><p>explosões com sons associados, pois é fato que não existe um meio material no</p><p>vácuo, de modo que ondas mecânicas não poderiam propagar-se lá. Em outras</p><p>palavras, em regiões de vácuo não podem existir sons.</p><p>Interferência e efeito Doppler</p><p>Questão 1</p><p>2/2</p><p>Quando em movimento, uma fonte emissora de ondas pode ter suas ondas com frequência</p><p>modificada porque elas podem sofrer compressão ou expansão. Isso é explicado pelo feito</p><p>Doppler, um fenômeno que é capaz de estabelecer uma relação entre as frequências</p><p>emitida e recebida e entre as velocidades da fonte e da onda.</p><p>O efeito Doppler consiste na emissão, na propagação e na recepção de ondas sonoras.</p><p>Sobre uma onda sonora, assinale a alternativa correta.</p><p>Selecione</p>