P2 de Física 2 da UFRJ - 2014.1

Uma onda sonora:

1. Se propaga no vácuo com uma velocidade de
2. Não se propaga no vácuo pois é acompanhada de um transporte de matéria.
3. Transporta energia
4. É uma onda de pressão
5. É uma onda de deslocamento

São verdadeiras:

1. , e
2. , e
3. , e
4. , e
5. , e
6. , e
7. , , e

Após o regime transiente (passado um longo tempo), um oscilador amortecido forçado oscilará com

1. A frequência da força externa
2. A frequência do oscilador amortecido livre
3. A frequência do oscilador não amortecido livre
4. A frequência de batimento causada pela frequência do oscilador amortecido livre e a frequência da força externa.
5. Nenhuma das respostas anteriores

Considere duas cordas inextensíveis e homogêneas idênticas, sujeitas à mesma tensão. Em cada uma temos uma onda em um modo normal diferente. Considere as afirmações abaixo:

1. As velocidades de propagação das ondas são diferentes.
2. Os números de onda são iguais, mas as frequências diferentes.
3. As frequências são iguais, mas os números de onda diferentes.
4. As velocidades de propagação das ondas são iguais.
5. Os números de onda e frequência são iguais
6. Os números de onda e as frequências são diferentes.

Quais afirmações acima são verdadeiras?

1. e
2. e
3. e
4. e
5. e
6. e
7. e
8. e

Dois pulsos de formas diferentes se propagam com velocidade numa corda esticada de comprimento . A corda tem sua extremidade esquerda fixa num suporte, mas a exterminada direita pode oscilar livremente. Num dado instante a situação da corda é aquela mostrada na figura. Esta EXATA situação irá se repetir exatamente apos um intervalo de tempo mínimo dado por:

Duas ondas harmônicas de mesmas frequências e número de onda interferem. A potência media de cada uma delas é . Qual deve ser a diferença de fase entre elas para que a onda resultante tenha potência média igual a ?

6. Não há resposta, pois a potencia média resultante não pode ser maior que a soma das potencias medias individuais.

Um microscópio de força magnética usa a alta sensibilidade de uma haste micrométrica a variações de força para medir o gradiente de força magnética em uma região.

O movimento de oscilação da extremidade da haste se dá na direção perpendicular a haste, como ilustra a figura, e tem uma frequência angular própria . Para simplificar a questão, consideraremos a equação do movimento da extremidade da haste, sem força externa, da seguinte forma: . Um mecanismo permite excitar a haste com uma força de amplitude . A frequência angular é um pouco inferior a frequência angular própria da haste.

1. Escreva a equação diferencial de movimento do oscilador harmônico forçado. Considere que é a massa efetiva haste (massa em movimento durante as oscilações).
2. Escreva a solução da equação homogênea, a solução particular da equação inomogênea e a solução geral da equação inomogênea.
3. Suponha A PARTIR DE AGORA que uma força externa ADICIONAL atua sobre a haste. Como varia a frequência de ressonância se esta força adicional for tipo ?
4. Para uma excitação a uma frequência angular inferior a , como varia (qualitativamente) a amplitude com a presença da força ?

Uma partícula se move segundo um movimento harmônico simples. Quando sua posição é , o modulo de sua velocidade é

Dois pêndulos de comprimentos e oscilam de tal modo que os dois pesos em suas extremidades aproximam-se, sem se tocar, sempre que decorrem seis períodos do pendulo menor e quatro períodos do pendulo maior. Qual relação ?

Uma onda senoidal transversal com está se propagando no sentido de crescente. O deslocamento da partícula em , a partir do equilíbrio e em função do tempo, é mostrado na figura.

1. Faça um esboço da onda no instante no trecho contido entre os pontos e . Indique claramente a amplitude, o comprimento de onda e o sinal da derivada em .
2. Qual a velocidade de propagação da onda?
3. Escreva a função que descreve a onda em qualquer e .
4. Calcule a velocidade transversal da partícula em e

Considere o caso em que um observador está em repouso, em relação à atmosfera, e uma fonte emitindo som com frequência se aproxima dele com velocidade . Considere agora, o caso em que a fonte está em repouso, em relação à atmosfera, e o observador se aproxima dela com velocidade . Considere seguintes afirmações

1. Em ambos os casos, a frequência medida é diferente de
2. Em ambos os casos, a frequência medida aumenta em relação a
3. Em ambos os casos, a frequência medida diminui em relação a
4. A frequência medida é a mesma em ambos os casos
5. Não é possível relacionar as frequências medidas em cada caso.

Quais afirmações acima são verdadeiras?

1. Somente a
2. Somente a
3. Somente a
4. Somente a
5. Somente a
6. e
7. e
8. e