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99 O nd as e a cú st ic a Questões To da s as q ue st õe s fo ra m re pr od uz id as d as p ro va s or ig in ai s de q ue fa ze m p ar te . 1. (UEPG-PR) Pêndulo simples é um sistema físico constituído por uma partí- cula material, presa na extremidade de um fio ideal capaz de se mover, sem atrito, em torno de um eixo que passa pela outra extremidade. Sobre esse sistema físico, assinale o que for correto. [A resposta será a soma dos números associados às alternativas corretas.] 01. O período de um pêndulo simples é proporcional à aceleração da gravi- dade local. 02. Quadruplicando o comprimento de um pêndulo simples, seu período também quadruplica. 04. A energia mecânica total de um pêndulo simples é constante e inversa- mente proporcional ao quadrado da amplitude. 08. Quando afastado de sua posição de equilíbrio e abandonado, o pêndulo simples oscila em um plano vertical por influência da gravidade. 16. O pêndulo fornece um método muito cômodo para medir a aceleração da gravidade de um lugar qualquer. 2. (Ufal) Um relógio de pêndulo é construído tal que o seu pêndulo realize 3 600 oscilações completas a cada hora. O relógio está descalibrado, de modo que o pêndulo oscila em um movimento harmônico simples de frequência angular igual a 5p _____ 2 rad/s. Nessa situação, ao final de 3 600 oscilações completas do pêndulo terão se passado: a) 32 min b) 45 min c) 48 min d) 52 min e) 56 min 3. (UFPB) Um determinado tipo de sensor usado para medir forças, chamado de sensor piezoelétrico, é colocado em contato com a superfície de uma parede, onde se fixa uma mola. Dessa forma, pode-se medir a força exercida pela mola sobre a parede. Nesse contexto, um bloco, apoiado sobre uma superfície ho- rizontal, é preso a outra extremidade de uma mola de constante elástica igual a 100 N/m, conforme ilustração abaixo. Nessa circunstância, fazendo-se com que esse bloco descreva um movimento harmônico simples, observa-se que a leitura do sensor é dada no gráfico a seguir. F (N) t (s) 4p 2p 20 220 Com base nessas informações é correto afirmar que a velocidade máxima atingida pelo bloco, em m/s, é de: a) 0,1 b) 0,2 c) 0,4 d) 0,8 e) 1,0 1. Gabarito (08 1 16) 5 24 01. Incorreta, T 5 2 ? p ? dXX , __ g vemos que T é proporcional a ( dXX g ) 21 . 02. Incorreta, T 5 2 ? p ? dXX , __ g para 4 ? ,, T apenas dobra. 04. Incorreta, a energia mecânica total num dos extremos é dada por E 5 m ? g ? h. R a h a , Na figura temos: R 5 , ? cos a, e também a 5 , ? sen a, onde a é a amplitude máxima da oscilação. Na observação conclui-se que h 5 , 2 R, logo: h 5 , 2 , ? cos a h 5 , ? (1 2 cos a) h 5 a _______ sen a ? (1 2 cos a) h 5 a ? 1 2 cos a ___________ sen a Logo: E 5 m ? g ? a ? 1 2 cos a ___________ sen a , não sendo inversa- mente proporcional ao quadrado da amplitude. 08. Correta. A força gravitacional é a força restauradora do movimento. 16. Correta. Conhecido o comprimento do pêndulo, basta cronometrar o tempo de 1 oscilação. 2. Alternativa c A frequência angular é de 5p ____ 2 radianos por segundo. Podemos encontrar o período da oscilação: 5p ____ 2 5 2p ____ T T 5 0,8 Em uma hora devem ocorrer 3 600 oscilações, logo o pe- ríodo correto vale T 0 5 1 s. 1 s 60 min 0,8 s x min x 5 60 ? 0,8 ä x 5 48 Terão se passado 48 min. 3. Alternativa a Pela lei de Hooke F 5 2k ? x m onde x m é a amplitude má- xima. Pelo gráfico observamos que a força máxima é 20N e o período de oscilação é de 4p s. F 5 k ? x m 20 5 100 ? x m ä x m 5 0,2 Portanto, a amplitude máxima de movimento é de 0,2m. A velocidade máxima é dada por: v m 5 v ? x m v m 5 2 ? p ______ T ? x m v m 5 2 ? p ______ 4 ? p ? 0,2 v m 5 0,1 A velocidade máxima é de 0,1 m ? s 21 TCF_VU_LA_CADERNO_REVISAO_096A101.indd 99 27/02/14 13:50