Os pontos M e N são os extremos da oscilação e no

Lista de Física – Aulas de reposição – Professor Carlos
A presente lista deverá ser resolvida e entregue até a data limite 17/10/2011, período da manhã. Todas as questões
terão que ser amplamente comentadas, ou seja, deverão apresentar respostas discursivas. Constituirá parte da nota a
clareza e a organização com que a lista for apresentada.
A realização dessa atividade envolve trabalho de pesquisa.
1 - Uma partícula realiza um MHS em torno do ponto O com período de 2s (figura).
Os pontos M e N são os extremos da oscilação e no instante t = 0 a partícula está passando sobre o ponto 0,
deslocando-se para a esquerda. Pede-se para esse MHS:
a) a frequência f
b) a pulsação ω (velocidade angular)
c) a amplitude
d) a fase inicial
e) a função horária da elongação
f) a elongação nos instantes t = 0; t = 0,5 s; t = 1 s; t = 1,5 s, t = 2 s e t = 4,5 s
g) esboce o gráfico da elongação x em função do tempo t, desde t = 0 até t = 4,5 s
2 - Enquanto uma folha de papel é puxada com velocidade constante sobre uma mesa, uma caneta executa movimento
de vaivém perpendicularmente à direção de deslocamento do papel, deixando registrado na folha um traço em forma de
senóide. A figura abaixo representa um trecho AB do traço, bem como as posições de alguns de seus pontos e os
respectivos instantes. Pede-se:
a) a velocidade de deslocamento da folha
b) a razão das freqüências do movimento de vaivém da caneta entre os instantes 0 a 3 s e 5 s a 13 s
3 - Uma partícula de massa 0,5 kg move-se sob ação de apenas uma força, à qual está associada uma energia potencial
Ep cujo gráfico em função de x está representado na figura abaixo.
Esse gráfico consiste em uma parábola passando pela origem. A partícula inicia o movimento a partir do repouso, em x =
-2,0 m. Pede-se:
a) sua energia mecânica
b) a velocidade da partícula ao passar por x = 0
c) a energia cinética da partícula ao passar por x = 1 m
4 - O pêndulo de Foucault popularizado pela famosa obra de Umberto Eco consistia de uma esfera de 28 kg, pendurada
na cúpula do Panthéon de Paris por um fio de 67 m de comprimento. Sabe-se que o período T de oscilação de um
pêndulo simples é relacionado com seu comprimento L e com a aceleração da gravidade g pela seguinte expressão:
a) Qual o período de oscilação do pêndulo de Foucault? Despreze as frações de segundos.
b) O que aconteceria com o período desse pêndulo se dobrássemos sua massa?
(Adote g = 10 m/s2 e √10 = π )
5 - Uma pessoa apresenta deficiência visual, conseguindo ler somente se o livro estiver a uma distância de 75 cm. Qual
deve ser a distância focal dos óculos apropriados para que ela consiga ler, com o livro colocado a 25 cm de distância?
6 - Um sonar, que se encontra em um barco de pesca em repouso em relação a água do mar, emite um ultra-som de
freqüência 40 kH, o qual se reflete em um cardume e é captado pelo sonar 2,0 s após sua emissão. Supondo a
velocidade do ultra-som na água do mar de 1,5.10³ m/s, qual a distância aproximada do navio ao cardume?
7 - Um ser humano normal percebe sons com freqüências variando entre 30 Hz e 20 kHz. Perturbações longitudinais que
se propagam através de um meio, semelhantes ao som, mas com frequências maiores que 20 kHz, são chamadas de
ultra-som. Na Medicina, o ultra-som de freqüência entre 1,0 x 106 Hz e 10 x 106 Hz é empregado para examinar a forma
e o movimento dos órgãos dentro do corpo. Admitindo que a velocidade de sua propagação nos tecidos do corpo
humano é de aproximadamente 1500 m/s, quais os comprimentos de onda empregados neste intervalo?
8 - A figura representa uma configuração de ondas estacionárias produzida num laboratório didático com uma fonte
oscilante.
a) Sendo d = 12 cm a distância entre dois nós sucessivos, qual o comprimento de onda da onda que se propaga no fio?
b) O conjunto P de cargas que traciona o fio tem massa m = 180 g. Sabe-se que a densidade linear do fio é m = 5,0.104kg/m. Determine a freqüência de oscilação da fonte.
Dados: velocidade de propagação de uma onda numa corda: v = √F/ ; g = 10m/s2.
9 - No passado, quando os motoristas adentravam em um túnel, começavam a buzinar em tom de brincadeira, pelo
simples prazer de ouvir ecoar o grande ruído produzido. Mais recentemente, engenheiros constataram que tais sons
produzem ondas estacionárias que podem afetar a estrutura dessas construções.
O carro esquematizado está com sua buzina localizada exatamente no centro do arco que delimita o túnel, cujo diâmetro
é 10 m. Se a buzina emite o som da nota Lá (440 Hz), e se a velocidade de propagação do som no ar é 340 m/s, qual o
número de comprimentos de onda que o som percorrerá até atingir o teto do túnel?
10 - Considere a velocidade máxima permitida nas estradas sendo exatamente 80 km/h. A sirene de um posto rodoviário
soa com uma freqüência de 700 Hz, enquanto um veículo de passeio e um policial rodoviário se aproximam
emparelhados. O passeio dispõe de um medidor de freqüências sonoras. Dado o módulo da velocidade do som, 350
m/s, ele deverá multar o motorista do carro quando seu aparelho medir qual freqüência sonora mínima?