P1 de Física 2 da UFRJ - 2013.1

Um corpo oscila no plano horizontal ao longo de um eixo sob a ação de um força restauradora. Tome a origem das coordenadas no ponto onde a força restauradora é nula. Considera as seguintes situações, observadas em três tempos diferentes:

- e

- e

- e

Onde e são, respectivamente, a velocidade e a aceleração do corpo. Em quais situações a posição do corpo é positivo:

1. Somente
2. Somente
3. Somente
4. Somente e .
5. Somente e

Marque a opção que indica quais das afirmativas abaixo estão CORRETAS:

- frequência do som emitido pela sirene de uma ambulância em movimento depende da direção do movimento em relação ao observador.

- Você está num concerto ao ar livre com o vento soprando a dos músicos até você. O som que você escuta sofre desvio devido ao Efeito Doppler.

-Um chicote estala porque a sua extremidade livre pode se mover mais rápido que a velocidade do som no ar.

1. Somente
2. Somente
3. Somente
4. Somente e
5. Somente e

A figura abaixo mostra as linhas de corrente de escoamento em regime estacionário de um fluido incompressível através de uma tubulação cilíndrica de seção reta de área constante.

Baseado na figura, considere as seguintes afirmações:

- Uma vez que as linhas de corrente estão mais concentradas na região central do tubo, a pressão deve ser mínima próxima à superfície lateral da tubulação.

-As linhas de corrente na figura representam o escoamento estacionário de um fluido com viscosidade desprezível.

-A velocidade de escoamento do fluido é maior para as camadas mais próximas ao eixo do cilindro do que para as mais próximas à superfície lateral da tubulação.

São VERDADEIRAS as afirmativas:

1. Somente
2. Somente
3. Somente
4. Somente e
5. Somente e
6. Somente e
7. Todas são verdadeiras

Considere uma corda sujeita a uma tensão sobre a qual se encontra uma formiga em . A massa da formiga é muito menor que a massa do segmento da corda em que ela se encontra. Uma onda harmônica: é gerada na corda.

1. Calcule a velocidade da formiga.
2. Calcule a potência instantânea da onda a partir da sua definição.
3. Determine o valor máximo da amplitude da onda para que a formiga permaneça presa a corda em qualquer instante de tempo( desconsidere a força com que a formiga se agarra a corda).
4. Deduza a relação entre a velocidade da onda, o número de onda e a sua frequência angular.

Considere um sistema massa mola de frequência natural e coeficiente de amortecimento esteja submetido a uma força externa periódica de frequência Após um intervalo de tempo suficientemente longo, podemos afirmar que o sistema massa-mola:

1. Está em repouso definitivo.
2. Oscila com frequência natural
3. Oscila com a frequência da força externa
4. Oscila com uma frequência múltipla inteira de
5. Oscila com uma frequência igual a
6. Executa um movimento caótico.

Em uma corda ideal é produzida a seguinte perturbação:

Onde o eixo é horizontal e aponta para a direita e e são constantes positivas. Podemos afirmar que essa perturbação:

1. Não representa uma onda em propagação.
2. É a superposição de duas ondas que se propagam em sentidos opostos.
3. É uma onda que se propaga para a direita com velocidade
4. É uma onda que se propaga para a esquerda com velocidade .
5. É uma onda que se propaga para a direita com velocidade .
6. É uma onda que se propaga para a esquerda com velocidade
7. É uma onda que se propaga para a direita com velocidade
8. É uma onda que se propaga para a esquerda com velocidade

Um bloco suspenso por uma mola ideal se desloca com pequenas oscilações para cima e para baixo com período igual a na Terra. Se você levar esse bloco para Marte onde a aceleração da gravidade é da aceleração da gravidade da Terra, considere as afirmações:

-O período permanecerá o mesmo pois só depende da massa do bloco e da constante elástica da mola.

-A mola, na sua nova posição de equilíbrio irá se esticar de um comprimento menor em Marte do que na Terra.

-O período irá diminuir pois é proporcional à raiz quadrada de

Quais das afirmações acima são verdadeiras?

1. Somente
2. Somente
3. Somente
4. Somente e
5. Somente e

Enquanto a corda de uma guitarra esta vibrando, você toca levemente em um ponto que se situa na metade da corda para garantir que a corda não vibra naquele ponto. Que modos normais NÃO podem estar presentes na corda enquanto você a segura assim?

1. Todos os modos vão estar presentes.
2. Todos os modos com um número par de nodos.
3. Todos os modos com um número ímpar de nodos.
4. Somente o modo fundamental, pois tem nodo no centro.
5. Somente o terceiro, pois não tem um nodo no centro.

O medidor de Venturi é usado para se obter a velocidade de escoamento estacionário de um fluido não viscoso em uma tubulação. Considere um fluido incompressível, de densidade , que escoa em uma tubulação com área ade seção transversal Na região de estrangulamento, a área é reduzida pra , e um tubo manométrico é instalado como mostrado abaixo (vide figura). Suponha que o liquido do manômetro também seja incompressível e tenha densidade . NÃO despreze termos como

1. Obtenha a diferença de pressão entre os pontos 1 e 2 em termos dos dados e da velocidade no ponto 1
2. Determine a altura lida no medidor em função da diferença de pressão entre os pontos 1 e 2.
3. Determine a velocidade de escoamento em termos dos dados do problema e das respostas anteriores.

A figura abaixo mostra um gráfico de posição tempo de um oscilador harmônico simples.

A função que melhor descreve o movimento do oscilador harmônico mostrado no gráfico acima é dada por: