P2 de Física 2 da UNICAMP - 2017.2 (diurno)

No caso de um oscilador sujeito a um amortecimento proporcional à velocidade:

a) nenhuma das respostas é correta;

b) o deslocamento decai linearmente com o tempo;

c) a velocidade é uma função senoidal do tempo;

d) a frequência é uma função decrescente do tempo;

e) a energia mecânica é constante;

Considere a representação gráfica de um movimento harmônico simples de uma partícula, mostrada na figura. Quando a partícula está no ponto A do gráfico, o que se pode dizer a respeito da posição e da velocidade da partícula?

a) a posição é negativa e a velocidade é positiva;

b) a posição é positiva e a velocidade é negativa;

c) a posição e a velocidade são ambas negativas;

d) a posição e a velocidade são ambas positivas;

e) a posição é positiva e a velocidade é zero;

Uma roda pode girar livremente em torno do seu eixo fixo. Uma mola de constante k é presa a um dos raios a uma distância R do eixo. Suponha que a roda é um anel de massa m e raio R, cujo momento de inércia é igual a .

a) Calcule a frequência angular das pequenas oscilações desse sistema, em termos de m, R, r e k.

b) Suponha que o deslocamento angular máximo de um ponto do anel seja e que tem t = 0 s o deslocamento angular desse ponto seja metade desse valor. Escreva a equação do movimento angular do anel.

c) Se o anel tem uma massa m = 3 kg, a constante da mola é k = 100 N/m, = 0,01 rad e , calcule a velocidade angular de um ponto do anel em t = 0 s.

Uma onda senoidal é gerada numa corda e se propaga no sentido positivo de x com frequência de 20 Hz. A amplitude da onda é de 2 mm e o deslocamento inicial da corda é igual a metade desse valor. A tensão aplicada à corda vale 10 N e a densidade linear de massa vale 0,1 kg/m. Calcule:

a) A velocidade de propagação da onda na corda;

b) O comprimento de onda;

c) A constante de fase;

d) Escreva a equação do movimento da corda, explicitando todos os valores numéricos;

e) Calcule a velocidade transversal da corda para t = 0 s em x = 0 m. Use e .

Você está na calçada esperando para atravessar a rua. Você ouve o som da buzina de um carro que se aproxima com uma velocidade constante. Antes do carro passar, você ouve uma frequência de 36 Hz. Depois que o carro passa, você ouve uma frequência de 32 Hz. Sendo a velocidade do som no ar 340 m/s, a velocidade aproximada do carro é:

a) 17 m/s;

b) 19 m/s;

c) 18 m/s;

d) 20 m/s;

e) 24 m/s;

Como mostrado na figura, uma onda senoidal se propaga para a direita com velocidade v1 ao longo da corda 1, que tem uma densidade linear de massa μ1. Esta onda tem uma frequência f1 e um comprimento de onda λ1. Como a corda 1 está presa à corda 2 (que tem densidade linear de massa μ2= 3μ1), a primeira onda excitará uma nova onda na corda 2, que também se propaga para a direita. Qual é a velocidade v2 da onda produzida na corda 2?

a) ;

b) ;

c) ;

d);

e) ;

Dois alunos estão conversando em voz baixa em uma biblioteca. A potência do som que deixa a boca de um deles e se espalha uniformemente em todas as direções é 1,2x10-9 W. A que distância (aproximadamente) os alunos devem estar da bibliotecária para que ela mal consiga ouvi-los? O limiar de audição da bibliotecária é 1,0x10-12 W/m2.

a) 9,8 m;

b) 16 m;

c) 23 m;

d) 35 m;

e) 100 m;

Uma onda progressiva propagando-se em uma corda é dada pela equação:

Com unidades dadas no SI. A velocidade da onda é:

a) 1,6 m/s;

b) 3,2 m/s;

c) 0,8 m/s;

d) 2,6 m/s;

e) 4,8 m/s;

A figura abaixo mostra os gráficos da energia cinética K em função da posição x para três osciladores harmônicos que têm a mesma massa. Ordene os gráficos de acordo com a constante elástica dos osciladores, começando pela maior.

a) A, B, C;

b) B, A, C;

c) C, B, A;

d) A, C, B;

e) C, A, B;

Um bloco preso a uma extremidade de uma mola executa um movimento harmônico simples no eixo x. Os limites do movimento são x = 10 cm e x = 50 cm e o bloco vai de um limite ao outro em 0,25 s. A amplitude e a frequência do movimento são:

a) 20 cm e 2 Hz;

b) 40 cm e 2 Hz;

c) 40 cm e 4 Hz;

d) 25 cm e 4 Hz;

e) 20 cm e 4 Hz;

Dois pequenos alto-falantes são ligados (em fase) à mesma fonte de sinal. Os alto-falantes estão separados por uma distância de 3,0 m. Um observador se encontra no ponto X, com o ouvido na mesma altura dos alto-falantes e em frente de um deles, a uma distância de 4,0 m, como mostra a figura. Se os sons emitidos pelos alto-falantes têm a mesma amplitude, a intensidade do som ouvido pelo observador é a maior possível quando o comprimento de onda é:

a) 1 m;

b) 2 m;

c) 3 m;

d) 0,75 m;

e) 4 m;

Se a velocidade do som é 340 m/s, as duas menores frequências de ressonância de um tubo de órgão com 0,5 m de comprimento, fechado em uma das extremidades, são aproximadamente:

a) 170 e 510 Hz;

b) 170 e 340 Hz;

c) 340 e 680 Hz;

d) 340 e 1020 Hz;

e) 57 e 170 Hz;